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하버드 대학(Harvard University)의 연구진은 높은 종횡비를 가진 실리콘 위에 다양한 재료 층을 증착시켰다. 이 구조는 화학, 물리학, 의학, 에너지 전환 및 저장, 감지, 바이오전자장치 분야 등에 폭넓게 적용될 수 있을 것이다. 전착(Electrodeposition)은 새로운 기능성 나노와이어 구조를 만드는데 사용될 수 있다. 예를 들어, 전착으로 더욱 복잡한 나노구조를 만듦으로써 과학자들이 다양한 물리적 및 화학적 현상을 조사할 수 있게 할 것이다. 그래서 일부 1차원 나노구조가 새로운 감지 및 광 수집 장치에서 광-물질 상호 작용을 조절하는데 사용될 수 있게 할 것이다. 1차원 실리콘 나노와이어를 기반으로 하는 나노전자장치는 생체 전자 공학 및 약물 전달 장치에 사용될 수 있을 것이다. 이번 연구진은 높은 종횡비를 가진 1차원 나노구조 위에 금속, 금속 산화물, 칼코겐화물, 폴리머 등의 다양한 재료들을 균일하게 증착시키기 위해서 용액-상(solution-phase) 기반의 실온 전착 방법을 개발했다. 조사된 1차원 나노구조는 촉매, 자기, 플라즈몬 활성 물질(Au, Ag, Cu, Pt, Pd, Ru, Rh, Ni, Fe), 촉매 금속 산화물(MnOx, CoOx), 반도체(CdS, CdSe), 전도성 고분자(polyaniline, polypyrrole, poly-3,4-ethylenedioxythiophene)이다. 이번 연구진은 전착을 위한 전도성 기판으로서 도핑된 실리콘 마이크로와이어 및 나노와이어 어레이를 사용했다. 전착은 서로 다른 직경(70 nm ~ 4 mu;m), 피치(5 mu;m ~ 15 mu;m), 종횡비 (4 : 1 ~ 75 : 1), 모양(원통형, 원추형, 모래시계 형), 저항률(0.001-0.01 또는 1-10 ohm/㎠), 배향성을 가지는 와이어 어레이 위에서 수행되었다. 1차원 실리콘 마이크로와이어 및 나노와이어는 많은 과학 분야의 발전에 큰 기여를 했다. 이 연구는 이런 실리콘 와이어에 기능성을 추가함으로써 더 많은 분야에 적용될 수 있게 할 것이다. 향후에 나노구조로 된 촉매를 제조하는데 이 방법이 적용될 수 있을 것이다. 예를 들어, 나노와이어 간의 간격과 나노와이어의 높이를 조절함으로써 촉매 활성을 제어할 수 있을 것이다. 이 연구결과는 저널 Nano Letters에 ldquo;Electrochemical Deposition of Conformal and Functional Layers on High Aspect Ratio Silicon Micro/Nanowires rdquo; 라는 제목으로 게재되었다(DOI: 10.1021/acs.nanolett.7b01950). |
