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(a) GaN 박막층이 형성된 기판을 준비하는 단계; (b) 상기 기판 상의 GaN 박막층을 습식 에칭하여 나노기공 GaN 박막층을 형성하는 단계; (c) 상기 나노기공 GaN 박막층 상에 절연층을 형성하는 단계; (d) 상기 절연층 상에 금속 물질을 증착하여 금속 박막을 형성한 후, 상기 금속 박막을 어닐링 처리하여 일정 간격으로 이격 배치되는 복수의 금속 나노 마스크 패턴을 형성하는 단계; (e) 상기 금속 나노 마스크 패턴에 의해 노출된 절연층 및 나노기공 GaN 박막층을 건식 에칭하여 복수의 GaN 나노 기둥을 형성하는 단계; (f) 상기 복수의 GaN 나노 기둥 상의 절연층 및 금속 나노 마스크 패턴을 제거하는 단계; 및 (g) 상기 복수의 GaN 나노 기둥에 광촉매를 부착하는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 물 분해용 고비표면적 GaN 다공성 광전극 제조 방법
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제1항에 있어서,상기 (a) 단계에서, 상기 기판은 실리콘(Si), 사파이어(sapphire), 유리, 탄화규소(SiC), 산화갈륨(Ga2O3), GaN이 증착된 사파이어(GaN on Sapphire), InGaN이 증착된 사파이어(InGaN on sapphire, AlGaN이 증착된 사파이어(AlGaN on sapphire) 및 AlN이 증착된 사파이어(AlN on sapphire) 중 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 물 분해용 고비표면적 GaN 다공성 광전극 제조 방법
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제1항에 있어서,상기 (b) 단계에서, 상기 습식 에칭은 전기화학 에칭(Electrochemical etching : EC) 방식으로 실시하는 것을 특징으로 하는 물 분해용 고비표면적 GaN 다공성 광전극 제조 방법
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제1항에 있어서,상기 (c) 단계에서, 상기 절연층은 SiO2 재질로 이루어지며, 10 ~ 200nm의 두께로 형성하는 것을 특징으로 하는 물 분해용 고비표면적 GaN 다공성 광전극 제조 방법
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제1항에 있어서,상기 (d) 단계에서, 상기 금속 박막은 스퍼터링(sputtering) 또는 전자선 증착(electron-beam evaporation) 방식으로 Ni, Ag, Au
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제5항에 있어서,상기 금속 박막은 10 ~ 50nm의 두께로 형성하는 것을 특징으로 하는 물 분해용 고비표면적 GaN 다공성 광전극 제조 방법
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제1항에 있어서,상기 (d) 단계에서, 상기 어닐링 처리는 어닐링 시작온도 400 ~ 550℃ 및 어닐링 종료온도 600 ~ 800℃ 조건으로, 상기 어닐링 시작온도 및 어닐링 종료온도 합산으로 1 ~ 60분 동안 실시하는 것을 특징으로 하는 물 분해용 고비표면적 GaN 다공성 광전극 제조 방법
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제7항에 있어서,상기 어닐링 처리는 상기 어닐링 시작온도부터 어닐링 종료온도까지 10 ~ 80℃/sec의 속도로 점진적으로 승온시키는 것을 특징으로 하는 물 분해용 고비표면적 GaN 다공성 광전극 제조 방법
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제1항에 있어서,상기 (e) 단계에서, 상기 복수의 GaN 나노 기둥 각각은 상기 복수의 금속 나노 마스크 패턴과 동일한 직경을 갖는 것을 특징으로 하는 물 분해용 고비표면적 GaN 다공성 광전극 제조 방법
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제1항에 있어서,상기 (f) 단계에서, 상기 절연층 및 금속 나노 마스크 패턴은 BOE(buffered oxide etchant) 에천트를 이용한 습식 식각으로 제거하는 것을 특징으로 하는 물 분해용 고비표면적 GaN 다공성 광전극 제조 방법
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제1항에 있어서,상기 (g) 단계에서, 상기 광촉매는 RhO, CrO, ZnS, NiO, CdS 및 TiO 중 선택된 1종 이상의 재질을 포함하는 것을 특징으로 하는 물 분해용 고비표면적 GaN 다공성 광전극 제조 방법
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제1항에 기재된 물 분해용 고비표면적 GaN 다공성 광전극 제조 방법으로 제조된 광전극으로서, 기판; 상기 기판 상에 일정한 간격으로 이격 배치된 복수의 GaN 나노 기둥; 및 상기 복수의 GaN 나노 기둥의 표면에 부착된 광촉매; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 물 분해용 고비표면적 GaN 다공성 광전극
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제12항에 있어서,상기 복수의 GaN 나노 기둥 각각은 평면 상으로 볼 때, 삼각형, 사각형, 오각형, 육각형 및 팔각형을 포함하는 다각형 중 어느 하나의 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 물 분해용 고비표면적 GaN 다공성 광전극
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제12항에 있어서,상기 광촉매는 RhO, CrO, ZnS, NiO, CdS 및 TiO 중 선택된 1종 이상의 재질을 포함하는 것을 특징으로 하는 물 분해용 고비표면적 GaN 다공성 광전극
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제12항에 있어서,상기 광촉매는 상기 복수의 GaN 나노 기둥의 노출된 측 벽면 및 상면에 랜덤(random)하게 부착되어 있는 것을 특징으로 하는 물 분해용 고비표면적 GaN 다공성 광전극
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