In the decade, Metallic nanoparticles (NPs) are dominated by use of gold, silver, and platinum NPs owing to their synthesis method to easily control size with monodispersity. More recently, low cost copper NPs is the most potential candidate in those areas for substitution of these high cost noble metal NPs owing to limitation of application in actual industries. Specially, Cu NPs is excellent material in area of conductive ink due to low cost and highly conductive properties of Cu NPs. In order to apply the conductive Cu NPs ink, the synthesis of copper NPs with controllable and monodisperse size is vital to researching copper-based inkjet printing because of size dependence of crystallization temperature.we have not only effectively controlled Cu NPs size and dispersion by varying pH condition causing supersaturation level to be changed which have been relatively measured by comparing the dissolution rate, but also comprehensively studied two step nucleation mechanism of Cu NPs by using EXAFS, XANES, UV-VIS spectroscopy for development of effective reason to control Cu NPs size. Furthermore, we have archived the substantially high conductivity at 120 ℃ by dropping the crystallization temperature from 200℃ to 108 ℃ resulting from changed Cu NPs size.
현재 많은 분야의 나노기술은 gold, silver, 그리고 platinum 나노입자의 쉬운 합성에 방법과 크기조절이 쉽다는 이유 때문에 이들 위주로 이루어 지고 있다. 구리 나노입자는 이런 noble 금속의 대체 물질로 각광 받고 있다. 특히 구리 나노 입자는 잉크젯팅과 같은 낮은 공정 가격을 요구하는 분야에서 더욱 각광 받고 있다. 잉크젯팅 분야에서 구리 나노입자를 적용하기 위해서는 결정화 온도가 크기의 의존성 때문에 균일한 크기를 가지면서도 크기 조절을 할 수 있는 방법이 필수적이다. 그러나 비록 나노입자의 크기조절을 하는 방법 즉 공정 온도, pH, photochemical 방법, sonoelectrochemical 방법과 같이 많이 소개 되었지만, 구리 나노입자의 표면에서의 산 화성 때문에 현재 소수의 방법만 구리 나노입자의 크기를 성공적으로 조절하는데 성공했다. 게다가, 소수의 방법 만이 효과적으로 크기조절의 원인을 발표 하였을 뿐, 실험적 제한 때문에, 여전히 핵 생성 mechanism과 같은 과정으로서 원인을 찾은 것은 부족하다. 이와 같이, 기존의 선행 연구된 결과를 종합 해보면 균 일성을 갖는 구리 나노입자의 크기조절을 하는 방법과 이 방법의 형성 mechanism 과 kinetic을 이해 하는 것이 중요한 쟁점이다. 이에 따라 우리는 pH에 따라 구리 나노입자의 크기 조절을 하였고 그 과정을 EXAFS, XANES, UV-VIS spectroscopy 장비를 통해서 분석 하였다. 합성 과정에서 크기 조절 된 구리 나노입자의 결정화 온도는 200℃ 에서 108 ℃까지 떨어지는 경향성을 보여주었고,. 비 저항 값은 이에 따라 108℃를 지나 120℃에서 급격히 향상되는 것을 확인 할 수 있었다.
