Nano letters지에 실린 조문호 교수팀 연구성과

포스텍 신소재공학과 조문호 교수팀의 연구성과가 저널 Nano letters 최근호에 실렸습니다. 이번 연구성과를 통해 촉매없이 자발적으로 성장하는 nano wire를 이용하여 대면적 나노소자에 응용할 수 있는 기술이 개발되었다고 합니다.

 

-  POSTECH 조문호 교수팀, ‘촉매없이 스스로 성장하는’ 대면적 나노와이어 개발

- 촉매 필요 없는 대면적 니켈실리사이드 나노와이어 ‘자발 성장법’ 개발

- ‘자발 성장’한 나노와이어의 대면적 응용 가능성 제시 … 나노기술 관련 저널 연속 발표

  대면적(大面積)에 촉매 없이 화학 가스를 이용해 실리사이드 나노와이어을 자발적으로 성장시켜 대면적 나노 소자에 응용할 수 있는 새로운 기술이 국내 연구진에 의해 세계 최초로 개발됐다.

 포스텍(포항공과대학교, POSTECH) BK21 지식산업형소재시스템사업단(신소재공학과) 조문호(趙文浩ㆍ39세) 교수와 박사과정 강기범(姜奇範ㆍ23세), 김철주(金哲柱ㆍ25세)씨 연구팀은 화학기상증착법(chemical vapor depositionㆍCVD)*만으로 금속 박막 위에 나노미터(nm) 크기의 니켈 실리사이드를 자발 성장시킬 수 있는 공정법을 개발했다.

 특히 이 연구 결과는 전자 소자를 구현하는 핵심적인 물질인 니켈 실리사이드 나노와이어의 합성에 대한 성장 메커니즘을 최초로 규명했을 뿐 아니라, 나노와이어의 자발성장 과정에서 니켈 산화물의 역할을 밝혀 나노와이어의 성질을 자유자재로 제어할 수 있게 됐다는데 큰 의미가 있다.

 나노 기술(NT) 분야의 세계적 권위지인 ‘나노 레터스(Nano Letters)’ 최신호에 이전의 ‘어드밴스드 머터리얼스(Advanced Materials)’과 연작으로 발표된 이 연구 결과는 나노 전자 소자, 디스플레이 소자, 그리고 구부릴 수 있는 플렉서블(flexible) 소자 등 다양한 나노 소자 개발에 핵심적인 공정법으로 활용될 것으로 기대된다.

 금속성을 띄는 니켈 실리사이드(NiSi)는 반도체와 전자 소자를 접합하거나 배선할 때 사용되는 물질이다. 특히 우수한 품질의 실리사이드 물질 합성은 나노 전자 소자의 특성과 성능을 좌우하는 중요한 요소다.

 조 교수팀은 나노 촉매를 이용한 기존의 화학기상증착법을 발전시켜 촉매 물질이 없이도 대면적의 박막 위에 자발적으로 나노와이어를 성장시키는 공정을 개발했으며 이 기술을 통해 저온에서도 실리사이드의 합성이 가능하다는 사실을 밝혀냈을 뿐 아니라, 니켈 실리사이드 나노와이어 전자방출소자(electron emission device)로도 응용할 수 있다는 가능성도 제시하였다.

 또한, 연구팀은 니켈의 산화물층이 니켈 실리사이드 나노와이어 성장에 중요한 역할을 한다는 사실도 규명해 이 나노와이어의 성장을 마음대로 조절할 수 있는 기술 개발의 가능성을 연 것으로 평가받고 있다.

 이 연구는 한국과학재단의 ‘나노원천기술 개발사업’과 산업자원부의 ‘System IC 2010 반도체 기반 기술개발사업’ 등의 지원을 받아 이루어졌다.

출처 : 포스텍 보도자료

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저널정보

NANO Letters 표지

Nano letters는 저널평가도구인 JCR 2006을 기준으로 나노과학/나노기술 분야 32개의 저널중에서 영향력지수(impact factor)가 가장 높은 최우수 저널로 평균 아티클당 인용회수가 약 10회에 이르고 있다.

Full Journal Title:      NANO LETTERS     
ISO Abbrev. Title:     Nano Lett.
JCR Abbrev. Title:     NANO LETT
ISSN:     1530-6984
Issues/Year:     12 
Language:     ENGLISH
Journal Country/Territory:     UNITED STATES
Publisher:     AMER CHEMICAL SOC
Publisher Address:     1155 16TH ST, NW, WASHINGTON, DC 20036
Subject Categories:
CHEMISTRY, MULTIDISCIPLINARY 
NANOSCIENCE & NANOTECHNOLOGY

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아티클 정보

The Role of NiO_x Overlayers on Spontaneous Growth of NiSi_x Nanowires from Ni Seed Layers
Kibum Kang, Sung-Kyu Kim, Cheol-Joo Kim, and Moon-Ho Jo
pp 431 - 436; (Letter) DOI: 10.1021/nl072326c

We report a controllably reproducible and spontaneous growth of single-crystalline NiSi_x nanowires using NiO_x/Ni seed layers during SiH₄ chemical vapor deposition (CVD). We provide evidence that upon the reactions of SiH₄ (vapor)-Ni seed layers (solid), the presence of the NiO_x overlayer on Ni seed layers plays the key role to promote the spontaneous one-dimensional growth of NiSi_x single crystals without employing catalytic nanocrystals. Specifically, the spontaneous nanowire formation on the NiO_x overlayer is understood within the frame of the SiH₄ vapor-phase reaction with out-diffused Ni from the Ni underlayers, where the Ni diffusion is controlled by the NiO_x overlayers for the limited nucleation. We show that single-crystalline NiSi_x nanowires by this self-organized fashion in our synthesis display a narrow diameter distribution, and their average length is set by the thickness of the Ni seed layers. We argue that our simple CVD method employing the bilayers of transition metal and their oxides as the seed layers can provide implication as the general synthetic route for the spontaneous growth of metal-silicide nanowires in large scales.

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