순차적 이중 템플레이팅 기술을 이용한 상호 연결 된 3차원 금속 나노 쉘 구조의 제조 방법
METHOD FOR FABRICATING INTERCONNECTED THREE-DIMENSIONAL METAL NANOSHELL STRUCTURES USING SEQUENTIAL DOUBLE-TEMPLATING TECHNIQUE
특허 요약
개시된 3차원 금속 나노 쉘 구조의 제조 방법은, 전도성 기판 상에 3차원 고분자 주형을 형성하는 단계, 상기 3차원 고분자 주형 내에 1차 금속을 충진하는 단계, 상기 3차원 고분자 주형을 제거하여 상기 1차 금속을 포함하는 3차원 금속 주형을 형성하는 단계, 상기 3차원 금속 주형을 음극으로 이용하여 전기 도금을 수행하여 상기 3차원 금속 주형의 표면을 따라, 2차 금속을 포함하는 3차원 나노 쉘 구조를 형성하는 단계 및 식각 용액을 이용하여 상기 3차원 금속 주형을 제거하는 단계를 포함한다. 이에 따르면, 이중 템플레이팅과 전기 도금을 이용함으로써, 소재의 제한과 복잡한 공정 없이, 정렬 구조 및 높은 균일성을 갖는 3차원 금속 나노 쉘 구조를 제조할 수 있다.
청구항
번호청구항
1

전도성 기판 상에 3차원 고분자 주형을 형성하는 단계;상기 3차원 고분자 주형 내에 1차 금속을 충진하는 단계;상기 3차원 고분자 주형을 제거하여 상기 1차 금속을 포함하는 3차원 금속 주형을 형성하는 단계;상기 3차원 금속 주형을 음극으로 이용하여 전기 도금을 수행하여 상기 3차원 금속 주형의 표면을 따라 2차 금속을 포함하는 3차원 나노 쉘 구조를 형성하는 단계; 및식각 용액을 이용하여 상기 3차원 금속 주형을 제거하는 단계를 포함하는 3차원 금속 나노 쉘 구조의 제조 방법.

2

제1항에 있어서, 상기 3차원 고분자 주형을 제거하는 단계는, 리모트 플라즈마 식각으로 수행되는 것을 특징으로 하는 3차원 금속 나노 쉘 구조의 제조방법.

3

제1항에 있어서, 상기 1차 금속은 전이 금속을 포함하고, 상기 2차 금속은 상기 1차 금속과 다른 전이 금속 또는 귀금속을 적어도 포함하는 것을 특징으로 하는 3차원 금속 나노 쉘 구조의 제조방법.

4

제1항에 있어서, 상기 전기 도금은 소정의 전압이 인가되는 작동기와, 상기 작동기보다 작은 크기의 전압이 인가 되거나 전압이 인가되지 않는 휴식기를 포함하는 펄스 전기 도금인 것을 특징으로 하는 3차원 금속 나노 쉘 구조의 제조방법.

5

제4항에 있어서, 상기 2차 금속은 백금을 포함하며, 상기 작동기의 전압은 -0.08V 내지 -0.12V이고, 상기 작동기의 듀티 비율은 1% 내지 10%인 것을 특징으로 하는 3차원 금속 나노 쉘 구조의 제조방법.

6

제4항에 있어서, 상기 2차 금속은 백금 및 니켈을 포함하며, 상기 작동기의 전압은 -2.0V 내지 -1.0V 이고, 상기 휴식기의 전압은 -1.0V 내지 +0.5V 이고, 상기 작동기의 듀티 비율은 20% 내지 30% 인 것을 특징으로 하는 3차원 금속 나노 쉘 구조의 제조방법.

7

제4항에 있어서, 상기 2차 금속은 금 및 은을 포함하며, 상기 작동기의 전압은 -1.1V 내지 -0.95V이고, 상기 작동기의 듀티 비율은 1% 내지 5%인 것을 특징으로 하는 3차원 금속 나노 쉘 구조의 제조방법.

8

제1항에 있어서, 상기 3차원 고분자 주형을 제거한 이후, 상기 3차원 금속 주형에 pH가 3 내지 5인 약산성 용액을 제공하여 산화막을 제거하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 3차원 금속 나노 쉘 구조의 제조방법.

9

제1항에 있어서, 상기 3차원 고분자 주형을 제거한 이후, 상기 3차원 금속 주형을 수소 분위기에서의 열처리하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 3차원 금속 나노 쉘 구조의 제조방법.

10

제1항에 있어서, 상기 2차 금속은 둘 이상의 금속 성분을 포함하며, 상기 3차원 금속 주형을 제거한 이후, 상기 2차 금속의 일 성분을 제거하여, 상기 3차원 금속 나노 쉘의 표면에 나노기공을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 3차원 금속 나노 쉘 구조의 제조방법.

11

제1항에 있어서, 상기 3차원 고분자 주형은, 크기가 10 nm 내지 1,000 nm이고 3차원으로 연결된 기공들을 포함하는 것을 특징으로 하는 3차원 금속 나노 쉘 구조의 제조방법.