• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
• /
• 2013.02a
• /
• pp.676-676
• /
• 2013

무기물 양자점을 광감응 염료로 사용하는 경우 양자점의 사이즈 조절만으로 밴드갭을 조절할 수 있어 광학적 특성 조절이 용이하며, 유기 염료보다 광흡수 능력이 뛰어난 장점을 가진다. 특히 카드뮴 계열의 CdS, CdSe 양자점을 순차적으로 증착하여 사용하는 경우 가시광 전 영역을 효율적으로 흡수, 이용할 수 있어 광전기화학 셀의 광전극으로 사용 시 높은 성능을 기대할 수 있다. 하지만, 카드뮴 계열 양자점의 경우 광전기화학 셀로의 구동에 있어 안정성이 낮은 문제점이 있으며, 이는 양자점에 남아있는 정공이 관여하는 양자점 부식 반응으로 인한 것이다. 본 연구에서는 보다 안정적이면서도 고효율의 광전기화학적 수소생산 시스템을 위해, CdSe/CdS 양자점 감응형 ZnO 나노선 광전극에 IrO2 촉매물질을 증착하였다. CdSe/CdS 양자점이 가시광 전 영역을 흡수하며, ZnO 나노선 구조를 통해 생성된 광전자를 효율적으로 포집하여 높은 광전류 특성을 기대할 수 있다. 나아가 산소생산용 조촉매로 많이 사용하는 $IrO_2$ 촉매 물질의 추가증착을 통해 양자점에서 생긴 정공을 빼 줌으로서 정공이 관여하는 양자점 부식 반응을 방지할 수 있다. 실험결과 촉매물질의 증착 이후 광전류 생성 특성 및 수소생산량이 증가하였으며, 안정성 또한 상당히 향상된 것을 확인할 수 있었다.

• Journal of the Korean Vacuum Society
• /
• v.15 no.4
• /
• pp.427-433
• /
• 2006

We have fabricated nanodot arrays by using phase separated (PS- b- PMMA) diblock copolymer film and anodic aluminum oxide (AAO) membrane as templates with hexagonal arrays of cylindrical microdomains perpendicular to the substrate. Pulsed laser deposition technique was used to deposit various kinds of materials including Ag, Ni, ZnO, Si:Er, and Co/Pt onto Si substrates. The size and separation of nanodots correspond to those of the templates used, The density of nanodots was estimated to be $6{\times}10^{11}/cm^2$ and $1{\times}10^{10}/cm^2$ when the diblock copolymer and AAO were used, respectively. In particular, the optical properties of ZnO and Si: Er nanodot arrays were investigated and the strong photoluminescence at 380 nm and $1.54{\mu}m$ was observed from ZnO and Si:Er nanodot arrays, respectively.

• Journal of the Society of Cosmetic Scientists of Korea
• /
• v.30 no.2
• /
• pp.173-180
• /
• 2004

Nano sized ZnO particle as 20-30nm applies for material, pigments, rubber additives, gas sensors, varistors, fluorescent substance as well as new material such as photo-catalyst, sensitizer, fluorescent material. ZnO with a particle size in the range 20-30nm has provided to be an excellent UV blocking material in the cosmetics industry, which can be used in sunscreen product to enhance the sun protection factor and natural makeup effect. But pure ZnO particles application limits for getting worse wearing feeling. We make high-functional inorganic-composite that coated with nano-ZnO on the plate-type particle such as sericite, boron nitride and bismuthoxychloride. In this experiment, we synthesized composite powder using hydrothermal precipitation method. The starting material was ZnCl$_2$ Precipitation materials were used hexamethylenetetramine(HMT) and urea. We make an experiment with changing as synthesis factors that are concentrations of starting material, precipitation materials, nuclear formation material, reaction time, and reaction temperature. We analyzed composite powder's shape, crystallization and UV-blocking ability with FE-SEM, XRD, FT-IR, TGA-DTA, In vitro SPF test. The user test was conducted by product's formulator. In the results of this study, nanometer sized ZnD was coated regardless of the type of plate-powder at fixed condition range. When the coated plate-powders were applied in pressed powder product, the glaze of powder itself decreased, but natural make-up effect, spreadability, and adhesionability were increased.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
• /
• 2008.11a
• /
• pp.392-392
• /
• 2008

나노크기의 반도체 물질은 표면적/부피 비와 그 크기에 의해 광학적, 전기적 특성이 크게 영향을 받는다. 나노크기의 반도체 재료 중 ZnO는 3.37eV의 넓은 에너지 밴드갭을 가지고 있으며, 60meV의 큰 엑시톤(exciton) 결합에너지의 특성을 가지고 있어 UV 영역의 소스로서 가장 활용도가 클것으로 예상된다. 1 차원 ZnO 나노구조는 청색과 자외선 발광소자 및 광전자 소자, 화학적 센서로 활용이 가능하다. whisker, nanowires, norods, nanonail, nanoring 등과 같은 ZnO 나노구조의 형태와 크기는 합성장비와 공정조건에 크게 영향을 받고 서로 다른 광 특성 결과를 나타낸다. ZnO 나노구조의 합성을 위해 다양한 금속 촉매를 이용한 기상-액상-고상(VLS)의 성장 메카니즘이 연구되었다. 그러나 이 방법은 촉매로 사용된 금속이 불순물로 작용하는 결점을 가지고 있다. 최근에는 기판위에 아무런 촉매도 사용하지 않은 ZnO 의 합성에 대해 많은 연구가 진행되고 있다. 그러나 촉매없이 합성된 나노구조의 형태와 성장방향은 초기단계에서 불규칙한 원자배열로 인해 합성상태의 제어 (방향, 형상 등)가 매우 어렵다. MOCVD 장비 금속 촉매를 이용하지 않고도 미량의 Zn 와 $O_2$ 량을 일정하게 조절함으로써 형상 및 방향성을 제어 할 수 있다는 장점을 가지고 있다. 또한 본 연구에 사용된 MOCVD 장비의 경우 추가적인 케리어 가스 유입을 통해 나노막대의 aspect ratio 조절이 가능하다. 본 연구는 MOCVD 장비를 이용해 촉매를 사용하지 않고 1 차원 ZnO 나노막대를 합성하였고, 추가적 케리어 가스 유량을 변화시킴으로써 형태 변화 및 발광특성에 관한 영향을 연구하였다.

• Applied Chemistry for Engineering
• /
• v.20 no.6
• /
• pp.617-621
• /
• 2009

Zinc oxide (ZnO) nanorods were grown on the pre-oxidized silicon substrate with the assistance of Au and the fluorine-doped tin oxide (FTO) based on the catalysts by vapor-liquid-solid (VLS) synthesis. Two types of ZnO powder particle size, 20nm, $20{\mu}m$, were used as a source material, respectively The properties of the nanorods such as morphological characteristics, chemical composition and crystalline properties were examined by X-ray diffraction (XRD), energy-dispersive X-ray spectroscopy (EDX) and field-emission scanning electron microscope (FE-SEM). The particle size of ZnO source strongly affected the growth of ZnO nanostructures as well as the crystallographic structure. All the ZnO nanostructures are hexagonal and single crystal in nature. It is found that $1030^{\circ}C$ is a suitable optimum growth temperature and 20 nm is a optimum ZnO powder particle size. Nanorods were fabricated on the FTO deposition with large electronegativity and we found that the electric potential of nanorods rises as the ratio of current rises, there is direct relationship with the catalysts, Therefore, it was considered that Sn can be the alternative material of Au in the formation of ZnO nanostructures.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
• /
• 2002.11a
• /
• pp.19-22
• /
• 2002

Three different ZnO nanomaterials (nanobelts, nanorods, and nanowires) were synthesized at three different substrate temperatures from the thermal evaporation of ball-milled ZnO powders at $1380^{\circ}C$. Transmission electron microscopy (TEM) revealed that the ZnO nanobelts are single crystalline with the growth direction perpendicular to the (010) lattice planes, and that the ZnO nanorods and nanowires are single crystalline with the growth directions perpendicular to the (001) and (110) lattice planes, respectively. In photoluminescence (PL), the peak energy of near band-edge (NBE) emission was determined for nanobelts, nanorods, and nanowires.

• Korean Chemical Engineering Research
• /
• v.57 no.4
• /
• pp.559-564
• /
• 2019

Hierarchical $ZnCo_2O_4$ hollow nanofibers were prepared by electrospinning and subsequent heat-treatment process. The spinning solution containing polystyrene (PS) nanobeads was electrospun to nanofibers. During heat-treatment process, PS nanobeads in the composite were decomposed and therefore generated numerous pores uniformly in the structure, which facilitated the heat transfer and gas penetration into the structure. The resulting hierarchical $ZnCo_2O_4$ hollow nanofibers were applied as an anode material for lithium-ion batteries. The discharge capacity of the nanofibers was $815mA\;h\;g^{-1}$ ($646mA\;h\;cm^{-3}$) after the 300th cycle at a high current density of $1.0A\;g^{-1}$. However, $ZnCo_2O_4$ nanopowders showed the discharge capacity of $487mA\;h\;g^{-1}$ ($450mA\;h\;cm^{-3}$) after 300th cycle. The excellent lithium ion storage property of the hierarchical $ZnCo_2O_4$ hollow nanofibers was attributed to the synergetic effects of the hollow nanofiber structure and the $ZnCo_2O_4$ nanocrystals composing the shell. The hierarchical hollow nanofiber structure introduced in this study can be extended to various metal oxides for various applications, including energy storage.

• Applied Chemistry for Engineering
• /
• v.24 no.4
• /
• pp.391-395
• /
• 2013

In this study, zinc oxide (ZnO) nano powder, well known as an UV absorbing material, was synthesized with three synthetic conditions by the hydrothermal method. After ZnO nano powder was surface-modified with various silane coupling agents to improve dispersion property, a dispersion sol was prepared with dispersant for 72 h by the ball-milling of surface-modified ZnO nano powder. The dispersion sol, prepared by modifying the surface of the ZnO nano powder with an average size of about 30 nm using 3-chloropropyl trimethoxy silane, showed an excellent dispersion stability with a high UV-shielding and visible trnasparency.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
• /
• 2011.08a
• /
• pp.354-354
• /
• 2011

ZnO 나노와이어는 밴드 갭이 3.37 ev로 큰 밴드 갭을 갖는 물질이며 엑시톤 결합에너지가 60 meV로 GaN(25 meV)같은 다른 반도체보다 매우 크다. 또한 밴드갭 에너지가 큰 GaN, SiC와 같은 반도체에 비해서 화학적, 열적 안정성이 크며 낮은 온도에서 성장이 가능하다는 장점이 있다. 본 연구에서는 pre-heating process를 이용하여 1차원 구조인 ZnO nanowire를 수열합성법으로 합성하였다. 실험방법으로는 E2K glass 기판위에 AZO40 nm를 증착후, 시드층으로 이용하여 ZnO nanowire를 성장하였다. precusor 전구체에는 ZN(NO3)2 ${\cdot}$ 6H2O와 Capping agent으로의 역할을 위해 PEI와 OH-source 공급을 위한 Ammonium chloride를 첨가하여 합성하였고, 그에 따른 ZnO nanowire의 morphology 및 aspect ratio를 조절하고자 하였다. 마지막으로 ZnO 나노와이어의 구조적, 광학적 특성 평가를 하기위해 XRD, FE-SEM, PL 등을 이용하여 측정 하였고, 향후 나노발전기, 태양전지 등 여러 광학기기 등에 전극재료로서 응용 가능성에 대해 알아보고자 하였다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
• /
• 2013.02a
• /
• pp.671-671
• /
• 2013

실리콘 태양전지와 박막형 태양전지의 뒤를 이어, 제3세대로 분류되는 양자점 감응형 태양전지(QDSC)에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 이 태양전지의 TCO로는 주로 ZnO, TiO2가 대부분 사용되고 있으며, 양자점 물질로는 CdS, CdSe, CdTe, PbS, PbSe 등의 카드뮴 및 납을 주 성분으로 하는 물질들에 대한 연구만 중점적으로 이루어지고 있는 실정이다. 이런 물질들은 현재까지 알려진 한도 내에서는 QDSC 효율 중 가장 좋은 효율을 나타내고는 있으나 이런 타입의 QDSC가 상용화된다면 환경에 노출되었을 때에 미치는 악영향이 매우 큰 중금속 물질들로 이루어져 있어, 이를 극복할 수 있는 친환경 성분의 물질에 대한 연구 또한 필요한 시점이다. 따라서 본 연구에서는 CdS를 대체할 수 있는 물질로 Ag2S를 선정, 이에 대한 연구를 진행하였다. Ag2S는 밴드갭이 1.1eV의 물질로, CdS의 2.3 eV와 비교해 상당히 작은 밴드갭을 가져 월등히 넓은 영역에서 빛을 흡수할 수 있다는 장점을 가지고 있으며, 동시에 이로 인한 전자-정공 재결합이 빨라 태양전지로 제작시에 Voc가 낮게 형성된다는 단점도 가지고 있다. 태양전지에 사용된 TCO물질은 ZnO 나노선을 사용했으며, 본 연구실에서 기존에 개발한 수열합성법을 통해 제작하였다. 이를 활용하여 최종적으로 제작한 태양전지의 효율은 CdS/ZnO QDSC가 1.2%, Ag2S/ZnO QDSC가 1.2%로 동일한 성능을 나타냈으며, CdS를 대체할 물질로 Ag2S의 가능성을 보여준 결과라 할 수 있다.