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기판의 에칭을 위한 마스크를 형성하기 위해 칼코겐 물질과 갈바닉 치환 반응할 수 있는 기판에 폴리머 비드를 배열하는 단계;상기 폴리머 비드가 배열된 상기 기판 상에 상기 기판의 에칭을 돕는 촉매를 증착하는 단계;상기 기판을 에칭할 수 있는 에칭액에 침지시켜 상기 폴리머 비드를 마스크로 하여 상기 기판을 에칭하여 기둥을 형성하는 단계;상기 폴리머 비드를 선택적으로 제거하는 단계;칼코겐 물질이 용해된 용액에 기둥이 형성된 기판을 침지하여 갈바닉 반응을 발생시켜 상기 기둥으로부터 돌출된 가지를 형성하는 단계;상기 칼코겐 물질과 토포태틱 반응을 일으킬 수 있는 물질이 용해된 용액에 가지가 형성된 상기 기판을 침지시켜 칼코겐 물질을 칼코겐 화합물로 변환시키는 단계; 및상기 칼코겐 화합물과 양이온 치환 반응을 일으킬 수 있는 물질이 용해된 용액에 칼코겐 화합물로 변환이 이루어진 상기 기판을 침지시켜 양이온 치환 반응에 의해 칼코지나이드로 변환시키는 단계를 포함하며,상기 촉매는 5주기 또는 6주기의 귀금속을 포함하고,상기 칼코겐 물질로 황(S), 셀레늄(Se), 텔루륨(Te) 및 폴로늄(Po) 중에서 선택된 1종 이상의 물질을 사용하는 것을 특징으로 하는 3차원 계층 구조의 칼코지나이드 제조방법
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제1항에 있어서, 상기 갈바닉 반응이 일어나면서 상기 칼코겐 물질이 비등방성으로 성장을 하여 상기 가지를 이루게 하기 위하여 상기 칼코겐 물질이 용해된 용액에 칼코겐 물질의 비등방성 성장을 촉진하는 물질을 더 첨가하는 것을 특징으로 하는 3차원 계층 구조의 칼코지나이드 제조방법
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제2항에 있어서, 상기 칼코겐 물질의 비등방성 성장을 촉진하는 상기 물질은 CdCl2, ZnCl2, InCl3, SnCl2, FeCl3, MnSO4, ZnSO4, FeSO4, CdSO4, CoSO4 및 NiSO4 중에서 선택된 1종 이상의 물질인 것을 특징으로 하는 3차원 계층 구조의 칼코지나이드 제조방법
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제1항에 있어서, 상기 폴리머 비드를 배열하는 단계 후 상기 촉매를 증착하는 단계 전에, 상기 기판에 배열된 상기 폴리머 비드를 선택적으로 에칭하여 목표하는 크기로 조절하는 단계를 더 포함하는 3차원 계층 구조의 칼코지나이드 제조방법
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제4항에 있어서, 상기 기판에 배열된 폴리머 비드를 선택적으로 에칭하여 목표하는 크기로 조절하는 단계는, 산소 플라즈마 에칭 또는 반응성 이온 에칭을 사용하여 상기 폴리머 비드를 선택적으로 에칭하는 것을 특징으로 하는 3차원 계층 구조의 칼코지나이드 제조방법
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제1항에 있어서, 상기 칼코겐 물질과 토포태틱 반응을 일으킬 수 있는 상기 물질은 실버계 염 또는 실버계 알콕사이드인 것을 특징으로 하는 3차원 계층 구조의 칼코지나이드 제조방법
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제1항에 있어서, 상기 칼코겐 화합물과 양이온 치환 반응을 일으킬 수 있는 상기 물질은 카드뮴계 염, 카드뮴계 알콕사이드, 아연계 염, 아연계 알콕사이드, 납계 염, 납계 알콕사이드, 구리계 염, 구리계 알콕사이드, 백금계 염, 백금계 알콕사이드, 팔라듐계 염, 팔라듐계 알콕사이드, 비스무트계 염, 비스무트계 알콕사이드, 주석계 염 및 주석계 알콕사이드 중에서 선택된 1종 이상의 물질인 것을 특징으로 하는 3차원 계층 구조의 칼코지나이드 제조방법
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제1항에 있어서, 상기 폴리머 비드는 폴리스티렌, 폴리메틸메타크릴레이트(Poly(methyl methacrylate)), SiO2 또는 폴리에틸렌옥사이드(polyethylene oxide)로 이루어지고, 상기 폴리머 비드를 선택적으로 제거하는 것은 폴리머 비드가 배열된 기판을 톨루엔, 다이메틸폼아마이드 및 디클로로메탄 중에서 선택된 1종 이상의 용액에 침지한 후 리프트오프 방식으로 제거하는 것을 특징으로 하는 3차원 계층 구조의 칼코지나이드 제조방법
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제1항에 있어서, 상기 기판은 실르콘(Si)으로 이루어지고, 상기 기판을 에칭할 수 있는 상기 에칭액은 불산(HF) 용액, 불산(HF)과 과산화수소(H2O2)의 혼합용액, 불산(HF)과 질산(HNO3)의 혼합용액, 수산화칼륨(KOH) 용액인 것을 특징으로 하는 3차원 계층 구조의 칼코지나이드 제조방법
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제1항에 있어서, 상기 기판에 폴리머 비드를 배열하는 단계는,폴리머 비드를 용매에 분산시키는 단계; 상기 폴리머 비드가 용매에 분산된 결과물을 주사기(syringe)에 넣고, 상기 주사기를 초순수에 담가 주사기의 바늘 부분이 초순수의 표면 근처에 도달하도록 제어한 후, 천천히 분사하여 폴리머 비드를 초순수의 표면에 띄우는 단계; 초순수의 표면에 띄운 폴리머 비드가 자기조립(self assembly) 현상으로 인해 단입자층으로 형성되는 단계; 및상기 폴리머 비드의 단입자층을 상기 기판 위에 이동시켜 상기 기판 위에 폴리머 비드를 단입자층으로 배열하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 3차원 계층 구조의 칼코지나이드 제조방법
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