The electrical, thermodynamic and chemical properties of silver crystals strongly depend on their size and shape. Therefore It is important to control their size and shape. Among the many methods which can synthesize silver nanocrystals, polyol process comes into the spotlight due to its economical efficiency and veriety of the synthesized particles. In this thesis, 2 subjects are covered. One is size and shape control of silver nanocrystal. And the other one is synthesis of silver/organic nano-needle.
Many researchers have investigated with ethylene glycol for solvent. We tried to make the reaction slower with materials which have higher viscosity than ethylene glycol. It could bring us time space to control the reaction. Therefore, we could synthesize cube nanocrystal uniformly and with reproducibility. We also synthesize hollow silica particles with controlled silver nanocrystals. We have a plan to apply this hollow silica to antireflective film.
silver nanoparticles embedded organic nano-needle was synthesized by the melamine mediated polyol synthesis. As reaction time goes, particles grow to 20μm, and organic frame disappeared in final reaction stage leaving only silver nanoparticles. This disappearing organic part seems to be imine and amide mixture. We confirmed that by IR spectrum. And imine and amide can be dissolved in acidic solution. Therefore we can explain the phenomenon that disappearing organic part. We measured I-V character of this particle. We found this particle can be applied for nonvolatile memory after it breaks by high voltage.
은 나노입자는 그 크기나 모양이 달라짐에 따라 여러 가지 특성이 달라지게 되므로 이를 조절하려는 연구가 활발히 진행되어왔다. 은나노입자를 합성할 수 있는 여러 방법 중 Polyol process가 그 경제성이나 합성되는 입자의 모양의 다양성에 의해 가장 각광받고 있다. 본 논문에서는 이 방법을 이용하여 은 나노입자의 크기 및 모양을 조절하는 주제와 Melamine을 투입하여 은/유기 nano-needle을 합성하는 두 가지 주제를 다루었다.
은나노입자의 크기와 모양을 조절하려는 지난 연구들에서는 polyol로 Ethylene glycol을 사용해왔다. 우리는 이보다 점도가 큰 물질을 사용하여 반응 속도를 늦춤으로써 반응에 조작을 가할 시간적 여유를 확보하여 입자를 균일하게 합성하고 재현성을 확보하고자 했다. 점도가 큰 알코올을 사용함으로써 반응속도가 늦어지는 것을 확인할 수 있었고, 이 조건에서 균일한 cube 입자를 균일하고 재현성 있게 합성하는데 성공하였다. 합성된 입자로 내부가 비어있는 hollow형태의 silica를 합성할 수 있었고, 향후 이를 저반사 필름 제조에 응용해보고자 한다.
Polyol process에 melamine을 투입함으로써 은/유기 nano-needle이 합성되었다. 반응 시간이 지남에 따라 입자의 길이가 20마이크로미터까지 성장하는 것을 관찰하였고, 반응 후기에는 유기물 부분이 은만 남기고 없어진 것을 관찰할 수 있었다. 유기성분은 Imine과 Amide 혼합물이라 생각되는데, IR 스펙트럼으로 해당 작용기를 확인하였고, Imine과 Amide는 산성조건에서 녹게 되므로 반응 후기에 은만 남게 되는 현상이 잘 설명된다.
합성된 이 입자들의 전기적 특성을 측정한 결과 비휘발성 메모리로의 응용 가능성을 보았고, 추가적인 연구를 통해 메모리 소자를 제작할 계획이다.
