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광전기화학 물 분해를 위한 광전극으로 사용되는 물질의 제조방법으로서, Si 웨이퍼를 준비하는 단계;구형의 폴리머 비드를 상기 Si 웨이퍼 상부에 코팅하는 단계;플라즈마 처리하여 상기 Si 웨이퍼 상부에 코팅된 폴리머 비드의 크기를 감소시키는 단계;크기가 감소된 폴리머 비드가 코팅되어 있는 Si 웨이퍼에 귀금속을 증착하는 단계;상기 폴리머 비드를 제거하여 상기 귀금속으로 이루어진 귀금속 패턴이 형성되게 하는 단계;상기 귀금속 패턴을 식각 촉매로 사용하여 상기 Si 웨이퍼를 식각하여 상기 Si 웨이퍼에 Si 나노와이어가 형성되게 하는 단계;상기 귀금속 패턴을 제거하여 상기 귀금속 패턴 하부의 Si 웨이퍼 표면이 노출되는 단계;상기 귀금속 패턴이 제거된 상기 Si 웨이퍼에 형성된 Si 나노와이어를 희생물질로 사용하여 갈바닉 치환 반응시켜 상기 Si 나노와이어가 가지들을 갖는 칼코겐 나노와이어로 변화되게 하는 단계;갈바닉 치환 반응된 결과물을 토포화학 반응시켜 상기 칼코겐 나노와이어를 구성하는 칼코겐이 칼코겐화합물로 변화되게 하는 단계; 및토포화학 반응된 결과물을 양이온 교환 반응시켜 상기 칼코겐화합물이 칼코지나이드로 변화되게 하는 단계를 포함하며,상기 폴리머 비드를 제거할 때 상기 폴리머 비드의 상부 표면 위에 증착된 귀금속도 함께 제거하고, 상기 폴리머 비드가 제거되더라도 상기 폴리머 비드 사이에 증착된 귀금속은 상기 Si 웨이퍼 위에 남아있게 되고, 상기 Si 웨이퍼에 남아있는 귀금속이 상기 귀금속 패턴을 이루며,상기 Si 웨이퍼는 이종원소가 도핑되어 있는 Si 웨이퍼이고,상기 이종원소는 상기 갈바닉 치환 반응의 효율을 높이기 위하여 상기 갈바닉 치환 반응에 의해 형성되는 상기 칼코겐 나노와이어와 동일한 재질의 물질인 Te 및 Se로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 물질을 포함하며,상기 Si 나노와이어는 50∼800㎚의 지름을 갖게 하는 것을 특징으로 하는 광전극의 제조방법
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제1항에 있어서, 상기 구형의 폴리머 비드는 폴리스티렌(Polystyrene) 및 폴리메틸메타크릴레이트(Poly(methyl methacrylate))로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 폴리머로 이루어진 것을 특징으로 하는 광전극의 제조방법
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제1항에 있어서, 상기 구형의 폴리머 비드는 5㎛보다 작은 입경을 갖는 것을 특징으로 하는 광전극의 제조방법
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제1항에 있어서, 상기 귀금속은 금(Au), 팔라듐(Pd), 백금(Pt) 및 은(Ag)으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 광전극의 제조방법
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제1항에 있어서, 상기 귀금속의 증착 두께는 상기 폴리머 비드의 입경 보다 작게 하는 것을 특징으로 하는 광전극의 제조방법
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제1항에 있어서, 상기 플라즈마 처리는 O2 플라즈마 처리를 포함하는 것을 특징으로 하는 광전극의 제조방법
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제1항에 있어서, 상기 식각은 불산과 과산화수소수가 혼합된 에칭액을 이용하는 것을 특징으로 하는 광전극의 제조방법
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제1항에 있어서, 상기 칼코겐 나노와이어는 Te 및 Se로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 물질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 광전극의 제조방법
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제1항에 있어서, 상기 칼코지나이드는 BixTey(1＜x≤3, 2＜y≤4), BixSey(1＜x≤3, 2＜y≤4), SbxTey(1＜x≤3, 2＜y≤4), SbxSey(1＜x≤3, 2＜y≤4), (Bi1-mSbm)xTey(0＜m＜1, 1＜x≤3, 2＜y≤4) CdxTey(0＜x≤2, 0＜y≤2), CdxSey(0＜x≤2, 0＜y≤2), ZnxTey(0＜x≤2, 0＜y≤2), ZnxSey(0＜x≤2, 0＜y≤2), PbxTey(0＜x≤2, 0＜y≤2) 및 PbxSey(0＜x≤2, 0＜y≤2)으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 광전극의 제조방법
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제1항에 있어서, 상기 갈바닉 치환 반응은 TeO2 및 SeO2로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 물질을 HF에 용해시킨 전해액에 상기 Si 나노와이어가 형성된 Si 웨이퍼를 담가서 수행하는 것을 특징으로 하는 광전극의 제조방법
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제1항에 있어서, 상기 토포화학 반응은 AgNO3를 용매에 용해시킨 전해액에 갈바닉 치환 반응된 결과물을 담가서 수행하는 것을 특징으로 하는 광전극의 제조방법
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제1항에 있어서, 상기 양이온 교환 반응은 Cd(NO3)2, Zn(NO3)2, Pb(NO3)2, Bi2(NO3)3 및 Sb2(NO3)3로 이루어진 1종의 물질과 트리-n-부틸포스핀(tri-n-butylphosphine)을 용매에 용해시킨 전해액에 토포화학 반응된 결과물을 담가서 수행하는 것을 특징으로 하는 광전극의 제조방법
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