과학기술의 급속한 발전과 함께 복합재료와 빛촉매재료 등 많은 분야들에 광범히 리용되고있는 ZnO나노구조재료를 합성하기 위한 연구가 활발히 진행되고있다.
마이크로파는 가열, 료리, 건조, 소성 등 여러 분야에 리용되여왔으며 최근에는 재료합성에도 광범히 리용되고있다. 많은 연구들에서 마이크로파가열법을 리용하여 ZnO다차원나노구조를 성장하였는데 지금까지 나노선, 나노벨트, 나노꽃과 같은 여러가지 모양의 ZnO다차원나노구조들이 마이크로파가열법으로 성공적으로 합성되였다.
최근에
산화아연(ZnO)은 넓은 직접이행형띠구조(3.37eV)를 가지며 엑시톤의 결합에네르기(60meV)가 큰것으로 하여 많이 응용되고있으며 특히 나노구조화된 재료는 겉면 대 체적비가 크고 량자속박효과가 나타나는 등 다른 재료와 다른 우수한 특성을 나타낸다. 마이크로파가열법은 여러가지 종류의 ZnO다차원나노재료를 짧은 시간동안에 다량으로 합성할수 있는 효과적인 방법들중의 하나이다. 그러므로 ZnO다차원나노구조의 성장물림새를 명백히 하는것은 조종가능하고 재현성있는 합성을 위하여 매우 중요한 문제로 된다.
이 연구에서는 마이크로파가열에 의한 규칙적이며 재생가능한 ZnO나노구조의 합성에 대한 새로운 방법을 제기하고 그와 관련한 실험결과들을 보고하였다.
첫째로, 각이한 합성조건에 따르는 ZnO나노구조의 특성을 고찰하였다. 실험에서 도가니덮개로 Si박편을 리용하였으며 박편우에서 나노봉묶음들이 규칙적으로 균일하게 성장하며 성장한 나노구조들의 크기와 모양이 박편의 위치에 따라 차이난다는것을 밝혔다.
둘째로, 전구체에 포함된 구상흑연겉면에도 우와 같은 균일한 나노봉구조가 성장하며 나노바늘모양의 ZnO구조도 합성할수 있는 가능성을 론의하였다.
셋째로, 고분해능주사식전자현미경(SEM)과 에네르기분산형X선분광기(EDS), X선분말회절분석기(XRD)의 측정결과에 기초하여 ZnO다차원나노구조의 성장물림새가 VLS물림새에 따른다는것을 밝혔다.
이상의 연구결과들은 잡지 《Nano》에 《Large-Scale Synthesis of ZnO Nanorods Bundles by Microwave Heating Method: Growth Mechanism and Possibility of Controllable Growth of Nanoneedle》 (https://doi.org/10.1142/S1793292024500164)의 제목으로 출판되였다.
