Nanoheterostructures have the possibility of new properties that pure materials don`t possess. In recent years, much attention has been paid to three-dimensional and hierarchical nanoheterostructures that derive from the low dimensional nanostructures, due to various novel applications. Specially, epitaxial hierarchical heterostructures on the substrate can be useful for the realization of 3D multicomponent functional nanodevices.
We have successfully fabricated nanoheterostructures by chemical vapor transport method. Here, we introduce epitaxial ZnO nanowires can be synthesized by simple method through controlling experiment conditions on vertical Au nanowires or Ag nanoplates. And Pd nanoplates were fabricated by a simple vapor transport method and Pd nanoplates with conformal Pt shells were synthesized in aqueous solution. These synthesized nanoheterostructures are characterized by scanning electron microscope (SEM), transmission electron microscope (TEM), X-ray diffractometer (XRD), Energy dispersive X-ray spectroscopy (EDS).
Synthesis and Characterization of Au@ZnO nanoheterostructures
Vertical Au nanowires were synthesized through a simple chemical vapor transport method. Synthesis conditions are followed with quite high temperature, low pressure, and proper Ar flow on $SrTiO_3$(110). A secondary growth process was carried out for ZnO branches growth on primary Au nanowires. The ZnO branches are perpendicular to the central axis, which shows six-fold symmetry. Synthesized ZnO nanowires on Au nanowires were characterized with SEM, TEM, XRD.
Synthesis and Characterization of Ag@ZnO nanoheterostructures
We have fabricated Ag nanoplates via simple vapor phase growth. Ag nanoplates were epitaxially grown on the r-plane $Al2O_3$ (1 02) substrate, After that, vertical ZnO nanowires were successfully synthesized on the Ag nanoplates by same method under different conditions because of good epitaxial relationship between Ag(111) and ZnO(0002). SEM, TEM, XRD, EDS study were employed for the characterization of synthesized Ag@ZnO nanoheterostructures.
Synthesis and Characterization of Pd@Pt core-shell nanoplates
Hybridization provides an effective strategy for enhancing the functionality of materials. Specially, core-shell structures can be designed to exhibit different properties because they are composed of two or more materials. Pd@Pt core-shell nanoplates were successfully prepared by a facial two-step
chemical method. First, Pd nanoplates were fabricated by a thermal evaporation process on a-plane $Al2O_3$ (11 0). The thin and uniform Pt shells were synthesized in an aqueous solution on Pd nanoplates by reducing $H_2PtCl_6$ with citric acid. The Pd@Pt core-shell nanoplates were characterized with SEM, TEM, cross-sectional EDS-line profile.
나노이종접합체는 하나의 물질에서는 보여지지 않는 새로운 물성을 가질 수 있다. 최근, 다양한응용성에 대한 기대로 1차원 등 낮은 차원의 나노구조를 넘은 3D 계층적 나노 이종접합체 구조에 대한 관심이 많아지고 있다. 특히, 기판 위에 방향성 있게 합성된 나노 이종접합체 구조는 3D nanodevice를 실현시키는 데 유용하다. 우리는 기상증기이송법을 이용하여 특정 조건 하에서 어떠한 촉매나 보조체를 사용하지 않고 오직 기판과 물질간의 배열만을 이용하여 기판 위에 금 나노선과 은 나노판을 수직 성장시켰다. 그렇게 방향성 있게 성장한 나노 구조 위에 다시 산화아연 나노선을 수직 성장시킴으로써 3D 나노구조를 건축하는데 성공하였다. 이렇게 방향성 있게 성장한 나노 이종 접합체 구조는 물질의 새로운 물성이 기대될 뿐만 아니라 합성된 기판 자체가 devices등으로서의 응용도 기대된다. 우선 STO(110) 기판 위에 기상증기이송법을 이용하여 금 나노선을 수직성장하였다. 금 나노선 위에 성장한 산화아연 나노선은 금 나노선에 대해 수직한 여섯방향으로 성장한 것을 관찰할 수 있다. 또한 어떤 촉매도 사용하지 않고 오직 lattice match만을 이용하여 r-plane사파이어 기판 위에서 은 나노판이 방향성 있게 성장하였다. 그리고 산화아연과 은과의 좋은 epitaxial relationship으로 두 물질도 방향성 있게 성장할 수 있었다. 이렇게 합성된 나노 이종접합체 구조들은 SEM, TEM, XRD, EDS 를 이용하여 구조를 분석하였다. 마지막으로 팔라듐-플라티늄 코어-쉘 나노구조의 경우 앞선 방법과는 약간 다르게 첫단계는 간단한 기상증기이송법을 이용하여 팔라듐 나노판을 합성한 뒤 두번째 단계의 경우 액상에서 플라티늄 쉘을 합성하게 된다. 이처럼 두 물질이 혼성화를 이루어 새로운 구조를 가지게 되면 원래 각각의 물질이 가지고 있던 물성보다 더 좋은, 혹은 가지고 있지 않던 새로운 물성을 가질 수 있는 가능성을 가지게 된다는 데에서 관심이 집중되고 있다.
