| 학회 | 한국재료학회 |
| 학술대회 | 2017년 봄 (05/17 ~ 05/19, 목포 현대호텔) |
| 권호 | 23권 1호 |
| 발표분야 | A. 전자/반도체 재료 분과 |
| 제목 | 에너지 하베스팅을 위한 ZnO nanowire/Nano Cellulose 복합체 연구 |
| 초록 | 세계적으로 전력소비량의 증가와 원자력 에너지의 위험성으로 인해 전기에너지의 필요성은 끊임없이 요구되어지고 있다. ZnO는 격장상수가 a0 = 3.25A c0 = 5.21A인 hexagonal wurtzite 구조를 가지고 있으며, 3.3eV의 비교적 넓은 에너지 밴드 갭을 갖는 물질로 불순물의 첨가에 의해 전기전도성을 더욱 증가시킬 수 있으며 높은 piezoelctric tensor특성을 갖는 물질로 알려져 있다.(1-2) 본 연구에서는 졸겔법을 이용하여 ZnO 나노와이어 제조용 졸을 제조하였으며, 구체적인 출발물질은 zinc acetate 0.8M에 ethyl alcohol과 2차 증류수를 용매로 적정 당량비로 혼합하였다. 80℃온도에서 약 30분간 reflux 공정을 수행 하였으며 용액의 점성과 안정화를 위하여polyvinylpyrrolidone(PVP) 2g을 첨가한 후 12시간 동안 교반하여 최종적으로 공기 중에서 서서히 냉각하여 전기방사용 ZnO 용액을 제조하였다. 제조된 ZnO 용액은 20kV의 인가전압, 13cm의 TCD 간격 및 1ml/h 분사속도의 조건으로 전기방사법(electrospinning)을 공정을 수행하여 FTO substrate기판상에 ZnO 나노와이어를 제조하였다. ZnO 나노와이어가 도포된 FTO substrate를 80 ℃에서 건조 공정을 수행 하였으며, 결정화를 위하여 500 ℃ 온도, 공기 중에서 5시간의 열처리 공정을 하여 최종적으로 결정화된 ZnO 나노와이어를 제조하였다. 에너지 하베스팅을 목적으로 한 구조체를 제조하기 위하여 전통적인 종이 제조법을 활용하여 ZnO 나노와이어와 나노 셀롤로오즈의 복합화 공정을 수행하였으며, 지름 8cm, 두께 수 마이크로미터의 2차원 복합체를 제조하였다. XRD 회절분석을 통하여 ZnO 나노와이어의 결정구조가 wurtzite 구조를 확인하였으며, SEM 및 TEM 미세구조 분석을 통하여 다양한 형태의 나노와이어가 제조되었음을 알 수 있었고 나노 셀롤로오즈 기저상에 균일하게 분포된 ZnO 나노와이어의 존재를 확인할 수 있었다. 최종적으로 인장 및 압축 응력에 따른 전기적 특성 변화 측정을 위하여 유전상수 측정, P-E 특성, 압전 특성, 압전 출력 특성 등 다양한 전기적 특성 분석을 수행하였다. 참고문헌 1. A. B. M. Almamun Ashrafi, A. Ueta, A. Avramescu, H. Kumano, I. Suemune, Y.W.OK, and T. Y. Seong, Appl. phys. Lett., 76, 550 (2000) 2. Jingbiao Cui. Department of Physics and Asronomy, University of Arkansas at Little Rock, AR 72204, USA |
| 저자 | 박지홍, 심인보 |
| 소속 | 국민대 |
| 키워드 | <P>ZnO 나노와이어의 전기적 특성</P> |
