Silicon suboxide (SiO$_X$, 0 < X < 2) nanoparticles are very attractive materials in the field of semiconductor and coating due to their excellent mechanical, chemical, and optical properties. SiO$_X$ nanoparticles can vary the material properties depending on the content of oxygen among the constituent elements as well as the size of particles. Conventional methods to synthesize SiO$_X$ nanoparticles mainly use hot melting-condensation and chemical vapor deposition, but there are limitations such as the composition of complicated facilities due to high-temperature processes, difficulty in altering particle size, and so on. To overcome these limitations, this study proposed a route to synthesizing SiO$_X$ nanoparticles very simply and quickly with electrochemical oxidation and etching reactions using anodization. In addition, the oxygen content and particle size of SiO$_X$ nanoparticles were directly controlled by changing the anodization parameters, and the effects of each parameter on SiO$_X$ nanoparticles synthesized were analyzed. In this study, SiO$_X$ nanoparticles with various oxygen content and particle sizes fabricated with anodization have reasonable properties that suit the application purpose and are particularly valuable in the field of battery and optoelectronics.
실리콘 아산화물(SiO$_X$, 0 < X < 2) 나노입자는 우수한 기계, 화학, 광학적 특성으로 인해 반도체 및 코팅 분야에서 매우 매력적인 물질이다. SiO$_X$ 나노입자는 입자의 크기뿐만 아니라 성분 원소 중 산소의 함량에 따라 재료적 특성을 다양하게 조절할 수 있다. 기존의 SiO$_X$ 나노입자 합성 방법은 주로 고온 용융⋅응축법과 화학 기상 증착법이 사용되나 고온 공정에 의한 복잡한 설비의 구성, 입자 크기 조절의 어려움 등의 한계점이 있다. 이 한계점을 극복하기 위해 본 연구에서는 양극산화를 이용하여 전기화학적 산화 반응과 에칭 반응으로 매우 간단하고 빠르게 SiO$_X$ 나노입자를 합성하는 방법을 제안하였다. 또한 양극산화 변수들을 변화함으로써 합성되는 SiO$_X$ 나노입자의 산소 함량과 입자 크기를 직접적으로 제어하였으며, 각각의 양극산화 변수가 합성되는 SiO$_X$ 나노입자에 미치는 영향을 분석하였다. 본 연구에서 양극산화로 제조된 다양한 산소 함량 및 입자 크기를 가지는 SiO$_X$ 나노입자는 응용 목적에 맞는 합당한 특성을 가짐으로써 특히 배터리 및 광전자공학 분야에서 적용 가치가 높다.
