Bimetallic nanocrsytals with intermetallic and alloyed structures are now receving great attention as more important materials than monometallic nanocrystals because of their improved performances and newly emerging properties. Therefore, they show huge potentials for interesting applications in various fields like electronics, bio-devices, engineering, and catalysts. Recently, block copolymer nanolithography has achieved large development for quality, processability, and applications. Therefore, a way to fabrication of alloy or intermetallic compound nanodot array will be discussed below.
Poly(styrene-block-4-vinylpyridine) which has pyridinic ring structure played a role of template. It is used to load metallic complex compound into nitrogen site because pyridinic ring becomes protonated in acidic condition. Therefore, using solvent-annealing induced self assembled PS-b-P4VP nanosturucture as a template, aligned metallic nanostructure is fabricated. If heteregenous precursors are used together, they will load to P4VP block together. As a result, alloyed or intermetallic nanostructures are fabricated after annealing. Compositional control is possible by changing loaded precursors ratio. Through varying loading precursor, various kinds of bimetallic nanostructure is made including iron-platinum, cobalt-platinum, gold-palladium, iron-cobalt., etc. And, generality of the method is shown with trinary alloy by just simple mixing of three precursors. Speicific property, catalytic activity, and elemental constancy for whole nanodots are also demonstrated through measuring AGM at room temp. and CNT growth experiments.
합금 혹은 금속간 화합물로 이루어진 균일한 이중금속 나노결정 단일금속과 비교해 향상된 성능과 새롭게 나타나는 특성들로 인해 많은 관심을 받고 있다. 따라서 전자, 바이오기기, 기계공학, 촉매 등의 다양한 범위에 걸쳐 여러가지 흥미로운 응용에 잠재력을 보인다. 최근에 블록공중합체 나노리소그래피는 그 품질과 공정성, 다양한 소자로의 응용에 이르기까지 많은 발전을 이루었다. 따라서 이들을 결합하여 블록공중합체를 이용한 합금 혹은 금속간화합물 나노점 배열의 제작에 관해 다루고자 한다.
PS-b-P4VP 라는 피리디닉 링 구조를 가진 블록공중합체를 템플릿으로 이용하여 산분위기 내에서 양성자화된 질소 위치에 금속착화합물 시료를 이용해 증착한다. 따라서 용매 어닐링을 이용해 정렬된 금속 나노구조를 얻을 수 있게 된다. 이 때 이종의 시료가 함께 사용될 경우 합금 혹은 금속간화합물 나노구조가 형성된다. 그 조성의 조절은 시료의 몰비를 바꿈으로써 가능하고 다양한 시료를 로딩함으로써 철-백금, 코발트-백금, 금-팔라듐 등의 다양한 종류의 이중중 금속 나노 구조를 제작할 수 있다. 또한 삼중 이상의 다중 금속의 나노 구조 또한 같은 방법으로 간단하게 제작할 수 있다는 것으로부터 공정의 범용성을 보일 수 있었다. 촉매 특성과 나노닷의 조성의 균일함 등은 실온에서의 AGM 측정과 탄소나노튜브 성장 실험을 통해 확인할 수 있었다.