Silver nanowires with well-defined dimensions are particularly interesting to be investigated because bulk silver exhibits the highest electrical (or thermal) conductivity among all metals. Silver has also been used in a rich variety of commercial applications, and the performance of silver in these applications could be potentially enhanced by processing silver into 1D nanostructures with well-controlled dimensions and aspect ratios. For instance, the loading amount of silver in a polymeric composite could be significantly reduced when nanoparticles of silver are replaced by nanowires having higher aspect ratios. A number of chemical approaches have been actively explored to process silver into 1D nanostructures. However, to the best of our knowledge, there has yet to be any reports on rational methods to control nanowire diameters and corresponding physical properties. In chapter 1, we report the thickness control of silver nanowires using different sized gold seeds, resultantly forming Ag-Au-Ag heterometallic nanowires. Ag-Au-Ag heterometallic nanowires were synthesized via a seed-mediated process from Au decahedral seeds with different sizes. The diameter of the Ag-Au-Ag nanowires is precisely controlled in a range of 60-150 nm by using gold decahedral seeds with corresponding edge sizes. The structures of the Ag-Au-Ag heterometallic nanowires have distinguishable Au and Ag segments in their EDX, line profile, and elemental mapping analysis. The three transversally excited bulk, localized, and propagating modes of the Ag-Au-Ag heterometallic nanowires exhibit optical signatures in the UV-vis spectra. In particular, the end-on incidence propagating mode is highly sensitive to the nanowire diameter. These three transversally modes were analyzed by a DDA (Discrete Dipole Approximation) calculation method.
With the development of nanotechnology and biotechnology, the devices have become smaller and more complex, and they must have identification codes for applications and commercial uses. A widely used black and white barcodes have been served as the identification of traditional products through optical reflection. According to recent report, inorganic metal-based or magnet-based barcode nanowires have been researched for the identification of nanosized products, nanoscale magnetic memory, biological sensing, nanoswitches, and transistors. Transparent electrode films are important for many optoelectronic devices and components. These electrode films are usually made from doped metal oxides, most commonly indium tin oxide (ITO) as the transparent electrode because it can be processd at relatively low temperatures among the other conducting oxides, and it is easier to etch than the other materials with comparable conductivities and transmittances. In chapter 2, we report on the fabrication of silica coated silver nanowires consisting of dye: fluorescein 5(6)-isothiocyanate (FITC) and rhodamine B isothiocyanate (RBITC). The code compartments of FITC and RBITC of the silica coated silver nanowires emitted red, and green colors, respectively. And we report on the fabrication of transparent electrodes using silver nanowire, surface functionalized silver nanowire and silver nanowires with the direct covalent bonding of a red pigments : lithol rubine BCA. The silver nanowires nearly three times longer than the previous synthesis were successfully yielded by a slight modification of the reaction process, and the conductivity of the corresponding thin films were dramatically enhanced with the use of poly-L-lysine coated substrates and galvanic replacement reactions. Hydroxyl- functionalized nanowires were also fabricated by using the PVP-co-PVAc (Poly(vinyl pyrrolidone-co-vinyl acetate)) copolymer, and the stable nanowire networks were formed to exhibit moderate conductivity with high transmittance, which were further-enhanced by galvanic replacement.
잘 정의된 형태를 가진 은 나노선은 타 금속들에 비해 높은 전기적, 열적 전도성 때문에 지속적으로 많은 관심을 받았다. 은은 상업적 응용에도 다양한 방면으로 쓰였으며 이런 은의 응용성에 대한 성과는 은의 선형 나노구조를 활용하는 것으로 인해 더욱 급증하였다. 예를 들어, 고분자 합성물에서 은의 첨가량은 은 나노입자에서 은 나노선으로 교체됐을시 큰 폭으로 줄어든다. 1차 구조의 은 합성 과정에 대해서 많은 화학적 접근이 탐구되고 있다. 그러나, 현재 그 어떤 연구성과에서도 나노선의 두께를 조절하고 관련된 물리적인 특성을 보고한 사례는 없었다. 제 1장에서, 우리는 은 나노선의 두께를 서로 다른 크기의 금 나노입자를 이용하여 은-금-은의 이종금속 나노선으로 합성하는 방법으로 조절하는 것을 보고 하였다. 은-금-은 이종금속 나노선은 서로 다른 크기를 가진 금 십면체를 씨앗첨가법으로 써서 합성되었다. 은-금-은의 이종금속 나노선의 지름은 모서리 길이가 조절된 금 십면체를 사용하여 60-150 nm 범위 내에서 정밀하게 조절할 수 있다. 은-금-은 이종금속 나노선의 구조는 EDX, line profile, elemental mapping 분석을 통해서 금과 은으로 명확하게 구분되었다. 은-금-은 이종금속 나노선의 transversal 모드인 bulk, localized, propagating 세 모드는 UV-vis 스펙트럼의 광학적 분석으로 제시하였다. 특히, end-on incidence propagating mode는 나노선의 두께에 상당히 민감한 수치를 보였다. 이 세가지 transversal 모드는 DDA (Discrete Dipole Approximation) 계산법을 통해 분석되었다.
나노기술과 생명기술의 발전과 더불어, 나노기술과 생명기술과 관련된 생산품과 장치들은 더욱 작아지고 복잡해졌으며 그들은 응용적으로나 상업적으로도 증명 코드를 반드시 가지게 되었다. 널리 사용된 흑백의 바코드는 이제껏 생산된 생산품의 증명을 위해 사용되었다. 최근의 보고에 따르면, 무기 금속이나 자력을 기본으로 하는 바코드 나노선이 나노 크기의 물품이나 기억장치, 생물학적 측정, 나노 스위치, 트랜지스터 증명인증을 위해 연구되었다. 투명 전극 필름은 많은 광학 기기와 요소에 중요한 역할을 하였다. 이런 전극들은 주로 ITO같은 산화금속으로 만들어졌는데 이는 다른 전도성 산화물질에 비해 낮은 공정 온도와, 전도성과 투명도가 비슷한 다은 물질들에 비해 식각하기 쉽기 때문이었다. 제 2장에서는 fluorescein 5(6)-isothiocyanate (FITC)와 rhodamine B isothiocyanate (RBITC) 같은 염료가 포함된 실리카 코팅 은 나노선을 제조하였다. FITC와 RBITC가 포함된 실리카 코팅 은 나노선은 각각 붉은색과 녹색으로 구분된다. 그리고 우리는 또한 은 나노선과 표면이 기능화된 은 나노선, lithol rubine BCA라는 염료가 화학적으로 결합된 은 나노선을 이용하여 투명전극을 제조하였다. 기존의 은 나노선보다 세 배 정도 길어진 은 나노선이 반응 과정을 조절함으로써 성공적으로 합성됐으며, 기판에 poly-L-lysine 코팅, 필름에 갈바닉 반응을 적용하여 필름의 전도성을 상당히 증가시켰다. 하이드록시기로 기능화된 은 나노선은 PVP-co-PVAc (Poly(vinyl pyrrolidone-co-vinyl acetate)) 공중합체를 사용하여 제조하였으며, 높은 투명도와 적정한 수치의 전도성을 가지는 안정적인 나노 네트워크가 갈바닉 반응을 통해서 형성되었다.
