[화학공학]Synthesis and Electronic properties of vertically aligned and hierarchical ZnO nanostructures(영문)

1. Introduction

ZnO(산화아연)는 반도체 성질과 광학적 특성으로 인해 나노소재 연구에서 매우 중요한 역할을 한다. 특히, 자발적 또는 인위적 성장 조건을 통해 만들어진 ZnO 나노구조는 다양한 응용 분야에서 활용되고 있으며, 그 중에서도 수직 정렬된 그리고 계층적 구조의 ZnO는 전자 소자, 광전 소자, 센서, 태양전지 등에서 뛰어난 성능을 보여준다. 수직 정렬 ZnO 나노구조는 높은 표면적과 우수한 정렬성을 가지고 있어 전기적 특성의 향상은 물론 광학적 성능도 뛰어나게 만든다. 이에 따라 연구자들은 수직 정렬 ZnO 나노선, 나노와이어, 그리고 그 계층 구조를 조합하여 복합체를 설계하는 노력을 지속해오고 있다. 특히, 계층적 ZnO 구조는 복잡한 나노구조의 조합을 통해 광흡수율과 전기전도도를 증대시켜 태양전지의 효율성을 크게 높이는데 성공하였다. 데이터에 따르면, 일반적인 ZnO 나노튜브 구조의 태양전지 효율은 약 3%에 머무른 반면, 계층적 나노구조를 적용한 경우 10% 이상 향상된 사례도 보고되었다. 이러한 ZnO 나노구조는 그 성장 방법에 따라 수소 플라즈마, 화학기상증착(CVD), 용액 합성법 등 다양한 기법이 활용되며, 각 기법은 구조 …