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Large-scale networking of metal/semiconductor nanoheterostructure = 금속/반도체 이종구조 나노재료의 대면적 네트워킹
서명 / 저자 Large-scale networking of metal/semiconductor nanoheterostructure = 금속/반도체 이종구조 나노재료의 대면적 네트워킹 / Da-Hin Kim.
저자명 Kim, Da-Hin ; 김다흰
발행사항 [대전 : 한국과학기술원, 2014].
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8026331

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초록정보

Metal/Semiconductor heterostructures have been researched for a long time due to their unique property arising from the difference of energy level. Nevertheless, the interface between metal and semiconductor formed in nanoscale is not understood since optimized metal/semiconductor nanoheterostructure for electric measurements is difficult to be synthesized. In this paper, we successfully fabricated continuous networking of CdSe nanorods anchored via nanosized gold tips. This network had a nano-scale thickness corresponding to a diameter of CdSe nanorod and could be laterally expanded to micro-scale. The assembled structure can be controlled with slow network kinetic by combination of CSA(Conductive Self Assembly) and DLA(Diffusion Limited Aggregation). To the best of our knowledge, 2-dimensional metal/semiconductor nanoheterostructured assembly is firstly induced in this paper. We expect this network will be vigorously applied in many field such as optoelectronic or photovoltaic applications. During networking, end-to-end fusion of gold tips competed with side-by-side vanderwaals interaction. This interaction competition will be studied more deeply later.

본 연구에서는 나노차원에서의 금속과 반도체의 연속적인 2차원 네트워크를 형성시킴으로써 금속/반도체 나노접합에 대한 이해와 그 구조의 실용적 응용을 가능케 하였다. 수 나노의 골드 팁이 양 쪽에 달린 CdSe 나노라드는 오랜 시간동안 연구가 되어왔지만 너무 작은 크기 때문에 전기특성 측정이나 디바이스로의 적용 등은 거의 불가능 하였다. 이를 해결하기 위해 환원제를 첨가하여 골드 팁끼리의 용접을 유도함으로써, 서로 연속적으로 엉겨붙은 집합체를 만드는 실험이 진행된 바 있다. 이렇게 만들어진 집합체는 IV-측정을 통해 금속/반도체 계면의 새로운 전기특성 모델을 제시하였으나 그 이상의 연구가 이어지는데는 여전히 문제점을 가지고 있다. 용액 내에서 3차원으로 네트워킹이 이루어지게 되면서 네트워크의 사이즈나 모양 조절이 거의 불가능하기 때문에 원하는 구조체를 얻을 수 없다. 또한, 실질적인 응용에 있어서 3차원의 조립체는 한계를 가지고 있다. 이를 극복하기 위해서는 완벽히 디자인되고 제어된 조건 하에서의 자기조립이 필요하다고 판단하여 더 느린 속도로 진행되는 네트워킹 방법을 모색하였다. 골드 팁이 달린 CdSe 나노라드를 기본 템플릿으로하였고 네트워킹 방법으로 CSA(Convective Self Assembly)와 DLA(Diffusion Limited Aggregation)를 접목하여 새로운 방법의 자기조립을 유도하였다. 골드 팁이 달린 CdSe 나노라드와 골드의 전구체가 분산되어 있는 용액을 기판을 지지대로 하여 공기-용액-기판 계면에서 국부적인 높은 농도를 유지시킨다. 이 지역에서, 나노라드 사이의 접근성이 높아지게 되고 골드팁 사이의 DLA현상에 의해 하나의 팁으로 용접이 일어난다. 환원제를 사용하였을 때에 비하여 네트워킹이 느린 속도로 진행되기 때문에 물질의 농도, 대류의 속도, 나노라드의 종횡비등을 조절함으로써 수 나노 두께의 2차원 금속/반도체 네트워크를 형성시킬 수 있다. 이는 DLA에 의한 용접이 나노라드의 side-by-side 반데르발스 에너지를 극복하였을 때 가능하다. 본 연구를 통해서 이루어진 2차원 네트워크는 마이크로 스케일까지 확장될 수 있기 때문에 완전 무기 소재 기반의 전하 이동 통로로서 많은 응용분야에 적용이 가능할 것으로 보인다.

서지기타정보

서지기타정보
청구기호 {MCBE 14003
형태사항 vi, 46 p. : 삽도 ; 30 cm
언어 영어
일반주기 저자명의 한글표기 : 김다흰
지도교수의 영문표기 : Doh-Chang Lee
지도교수의 한글표기 : 이도창
학위논문 학위논문(석사) - 한국과학기술원 : 생명화학공학과,
서지주기 References : p. 11-12, 23-24, 43
주제 metal/semiconductor heterostructure
2-dimensional network
convective self-assembly
diffusion-limited aggregation
금속/반도체 헤테로 구조
2차원 네트워크
대류자기조립
유한확신집합체
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