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기판; 상기 기판의 상면 및 하면 상에 각각 형성된 상부 및 하부 금속박막 패턴; 상기 상부 및 하부 금속박막 패턴 상에 각각 형성된 상부 및 하부 나노기둥; 상기 상부 및 하부 나노기둥에 각각 부착된 상부 및 하부 금속촉매; 및 상기 상부 및 하부 금속촉매를 매개로 상기 상부 및 하부 나노기둥에 각각 부착된 상부 및 하부 나노와이어;를 포함하며, 상기 상부 및 하부 나노기둥 각각은 GaN 나노기둥이고, 상기 상부 및 하부 나노와이어 각각은 MOCVD 성장법을 통하여 형성된 InGaN 나노와이어인 것을 특징으로 하는 CO2 자원화를 위한 광대역 흡수 및 고비표면적 광전극 구조물
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제1항에 있어서,상기 기판은 상면이 Ga-면(Ga-face)이고, 하면이 N-면(N-face)인 프리 스탠딩 GaN 기판을 이용하는 것을 특징으로 하는 CO2 자원화를 위한 광대역 흡수 및 고비표면적 광전극 구조물
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제1항에 있어서,상기 광전극 구조물은 상기 기판 상면과 상부 금속박막 패턴 사이에 배치되어, 상기 상부 금속박막 패턴과 중첩된 하부에 배치된 상부 마스크 패턴; 및 상기 기판 하면과 하부 금속박막 패턴 사이에 배치되어, 상기 하부 금속박막 패턴과 중첩된 하부에 배치된 하부 마스크 패턴; 을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 CO2 자원화를 위한 광대역 흡수 및 고비표면적 광전극 구조물
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제3항에 있어서,상기 상부 및 하부 마스크 패턴 각각은 SiO2 및 SiNx 중 1종 이상의 재질로 형성되며, 10 ~ 200nm의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 CO2 자원화를 위한 광대역 흡수 및 고비표면적 광전극 구조물
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제1항에 있어서,상기 상부 및 하부 금속박막 패턴 각각은 Ni, Ag 및 Au 중 선택된 1종 이상의 재질로 형성되며, 10 ~ 50nm의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 CO2 자원화를 위한 광대역 흡수 및 고비표면적 광전극 구조물
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제1항에 있어서,상기 상부 및 하부 금속촉매 각각은 Au, Ni, Ag, Pt, Cu 및 Fe 중 선택된 1종 이상의 재질로 형성된 것을 특징으로 하는 CO2 자원화를 위한 광대역 흡수 및 고비표면적 광전극 구조물
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제6항에 있어서,상기 상부 및 하부 금속촉매 각각은 1 ~ 30nm의 두께로 형성된 것을 특징으로 하는 CO2 자원화를 위한 광대역 흡수 및 고비표면적 광전극 구조물
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제1항에 있어서,상기 상부 및 하부 금속촉매 각각은 상기 상부 및 하부 나노기둥의 노출된 상면 및 측 벽면에 랜덤하게 이격되도록 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 CO2 자원화를 위한 광대역 흡수 및 고비표면적 광전극 구조물
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제1항에 있어서,상기 상부 및 하부 나노와이어 각각은 일측 끝단이 상기 상부 및 하부 나노기둥의 노출된 상면 및 측 벽면에 각각 부착되고, 상기 일측 끝단에 반대되는 타측 끝단이 상기 상부 및 하부 나노기둥의 노출된 상면 및 측 벽면으로부터 외측 방향으로 돌출되도록 배치된 것을 특징으로 하는 CO2 자원화를 위한 광대역 흡수 및 고비표면적 광전극 구조물
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제1항에 있어서,상기 상부 및 하부 나노와이어 각각은 50 ~ 200nm의 직경 및 100 ~ 1,000nm의 길이를 갖는 것을 특징으로 하는 CO2 자원화를 위한 광대역 흡수 및 고비표면적 광전극 구조물
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(a) 기판의 상면에 상부 마스크층을 형성하는 단계; (b) 상기 상부 마스크층 상에 상부 금속박막 패턴을 형성한 후, 상기 상부 금속박막 패턴 상에 상부 나노기둥을 형성하고, 상기 상부 나노기둥의 외측으로 노출된 상부 마스크층을 제거하는 단계; (c) 상기 상부 나노기둥이 형성된 기판을 180°회전시킨 후, 상기 기판의 하면에 하부 마스크층을 형성하는 단계; (d) 상기 하부 마스크층 상에 하부 금속박막 패턴을 형성한 후, 상기 하부 금속박막 패턴 상에 하부 나노기둥을 형성하고, 상기 하부 나노기둥의 외측으로 노출된 하부 마스크층을 제거하는 단계; (e) 상기 상부 및 하부 나노기둥에 금속 입자를 증착시켜, 상기 상부 및 하부 나노기둥에 상부 및 하부 금속촉매를 각각 부착하는 단계; 및 (f) 상기 상부 및 하부 금속촉매를 매개로 InGaN 나노와이어의 성장을 유도하여, 상기 상부 및 하부 나노기둥의 외측면을 따라 상부 및 하부 나노와이어를 각각 형성하는 단계;를 포함하며, 상기 상부 및 하부 나노기둥 각각은 GaN 나노기둥이고, 상기 상부 및 하부 나노와이어 각각은 MOCVD 성장법을 통하여 형성된 InGaN 나노와이어인 것을 특징으로 하는 CO2 자원화를 위한 광대역 흡수 및 고비표면적 광전극 구조물 제조 방법
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제12항에 있어서,상기 (e) 단계에서, 상기 상부 및 하부 금속촉매 각각은 스퍼터링 증착법으로 10 ~ 300sec 동안 증착하여 1 ~ 30nm의 두께로 형성하는 것을 특징으로 하는 CO2 자원화를 위한 광대역 흡수 및 고비표면적 광전극 구조물 제조 방법
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제13항에 있어서,상기 상부 및 하부 금속촉매 각각은 상기 스퍼터링 증착법으로 증착시, 증착 소스에 대하여 0 ~ 10°의 각도로 기울인 상태에서 기판을 회전시키면서 증착하는 것을 특징으로 하는 CO2 자원화를 위한 광대역 흡수 및 고비표면적 광전극 구조물 제조 방법
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제12항에 있어서,상기 (f) 단계에서, 상기 InGaN 나노와이어의 성장은 650 ~ 700℃의 온도 및 300 ~ 600torr의 압력으로 실시하는 것을 특징으로 하는 CO2 자원화를 위한 광대역 흡수 및 고비표면적 광전극 구조물 제조 방법
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제12항에 있어서,상기 (f) 단계에서, 상기 상부 및 하부 나노와이어 각각은 50 ~ 200nm의 직경 및 100 ~ 1,000nm의 길이로 형성하는 것을 특징으로 하는 CO2 자원화를 위한 광대역 흡수 및 고비표면적 광전극 구조물 제조 방법
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