Synthesis and Characterization of Ferromagnetic Iron-Cobalt Nanocluster Wires
We present one-step synthetic method that the vapor from a solution mixture of dicobalt octacarbonyl ($Co_2(CO)_8$) and iron pentacarbonyl ($Fe(CO)_5$) is thermally decomposed by using a nichrome wire in a vacuum chamber. The silicon substrate is placed in a homogeneous magnetic field which is produced by two permanent magnets, so that the nanowires easily grow in the direction of the magnetic flux. From XRD, SEM and TEM, we confirmed that these have a body-centered-cubic (BCC) structure with the magnetization easy axis of [110] direction, and a diameter in the range of 40 to 50 nm with a few micrometers in length. Also, the squareness of the hysteresis loop is 61% for magnetic fields parallel to the wires and the coercivity along the easy axis is 745 oersteds by using vibrating scanning magnetometer (VSM).
Synthesis and Characterization of Semiconductor Zinc Sulfide Nanowires
We present a new method for synthesis of zinc sulfide nanowires by a simple and safe reaction of zinc oxide and iron sulfide powders on a gold-coated silicon substrate through chemical vapor transport and condensation. High quality ZnS nanowires with single crystalline wurtzite structures are grown along [001] direction with diameters in the range of 10 - 40 nm and lengths up to tens of micrometers. Photoluminescence spectrum shows strong emission near 339 nm. These nanowires with cleaved ends could be a prominent candidate material for a nanoscale cavity as a ultra-violet nanolaser.
나노 기술에 대한 연구는 합성, 조작, 그리고 소자, 이렇게 세가지 영역으로 나누어질 수 있다. 기존의 마이크로 영역에서 나노 영역의 물질로 가면서 양자제한 효과 등 독특한 새로운 현상들이 일어나고 있다. 이러한 이론적 배경을 바탕으로 나노 크기의 새로운 형태 또는 물성을 가진 구조체들에 대한 연구가 활발히 연구중이고 그 중의 하나가 다양한 응용 잠재력을 가진 나노선의 합성이다. 본 논문은 강자성 철-코발트 합금 나노클러스터 선과 반도체 황화아연 나노선의 합성 및 물성 연구를 수행한 결과이다.
강자성 철-코발트 나노클러스터 선의 합성 및 물성 연구는 유기금속 물질인 철 카보닐과 코발트 카보닐 물질의 혼합물에서 발생한 혼합기체가 니크롬선이 내장된 진공용기 내에 주입된 후, 영구자석에 의한 자기장내에서 열에 의한 물질의 분해반응으로 형성된 철과 코발트 입자들은 강한 자기장 방향대로 정렬하게 되어 나노크기의 클러스터 입자들이 이어진 나노선이 합성된다. 나노선은 [110] 방향으로 자화용이 방향을 갖는 체심 입방 구조를 가지고 있다. 또한 자성 측정을 위해 진동자력계를 이용하여 나노선의 길이방향의 수직방향보다 수평방향의 보자력이 670Oe로 나와서 수직자기기록 매체로서의 가능성을 보였다.
반도체 황화아연 나노선의 합성 및 물성 연구에서는 일반 상용제품의 산화아연과 황화철 분말을 열 화학기상증착 방법을 사용하여 금이 입혀진 규소기판 위에서 간단하게 황화아연 나노선을 대량 합성하였다. 단결정 부르자이트 구조를 갖는 황화아연 나노선은 [001]으로의 성장과 10-40 나노미터의 직경과 수십 마이크로미터의 길이를 갖는다. 광발광 특성은 엑시톤의 양자제한효과에 의하여 동일한 물질의 분말형태의 피크보다 이동하여 339 나노미터에서 강한 자외선 피크를 보였다. 따라서, 나노선 양쪽의 수직으로 절단된 면을 거울면으로 이용하여 나노선 레이저 등의 광전자 소자를 위한 물질로서 응용이 가능하다.
