우리는 단순한 기상법으로 산화아연의 새로운 계층구조를 성장시키고 빛촉매응용가능성에 대하여 연구하였다.
일정한 량의 아연덩이(99.95%)를 반밀페된 석영관(φ 5cm×40cm)의 끝에 장입한 다음 관을 950℃로 예열된 수평관식로에 넣는다. 이때 아연의 증발, 확산, 산화과정과 함께 수염결정의 성장이 일어나 그림과 같은 생성물들이 얻어진다.
생성물들에 대한 비표면적분석결과는 생성물 2의 비표면적값이 19.5m2/g으로써 생성물 1의 값인 5.4m2/g보다 훨씬 더 크다는것을 보여준다.
실험결과에 기초하여 우리는 가시4침상구조의 형성이 두 단계 즉 4침상구조의 형성, 4침상구조의 겉면에서 작은 가시결정구조의 성장과정을 포함한다고 보았다.(그림 2)
우리는 가시4침상구조의 SEM화상분석을 통하여 우리가 제기한 가시4침상구조의 형성물림새를 확증하였다.
그림 3은 ZnO 가시4침상구조의 성장단계를 보여주는 SEM화상이다.
그림에서 ㄱ와 ㄴ는 각각 ZnO 4침상구조의 표면에서 가시모양결정성장의 초기 및 최종단계라고 볼수 있다.
가시4침상구조의 거친 표면은 가시모양결정들이 4침상의 매끈한 표면우에서 2차핵형성에 의하여 성장한다는것을 보여준다.
가시4침상구조에는 일부 박판모양의 나노구조들도 형성되였는데 이것은 4침상표면에 침적된 아연방울이 선모양을 이루면서 형성한 선모양핵의 련속성장에 의하여 해석될수 있다.
이 연구결과는 잡지《Functional Materials Letters》에 《Novel hierarchical structure of ZnO: Growth of spiny tetrapod via vapor phase synthesis》(https://doi.org/10.1142/S1793604725510671)의 제목으로 발표되였다.
