KR100372332B1 - 열 화학기상증착법에 의한 대면적 기판위에 수직 정렬된고순도 탄소나노튜브의 대량 합성 방법 - Google Patents
열 화학기상증착법에 의한 대면적 기판위에 수직 정렬된고순도 탄소나노튜브의 대량 합성 방법 Download PDFInfo
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Abstract
Description
Claims (18)
- 기판상에 코발트, 니켈, 철, 또는 이들의 합금으로 이루어진 촉매 금속막을 형성하는 단계;암모니아 가스, 수소 가스 및 수소화물 가스로 이루어진 그룹에서 선택된 어느 하나의 식각 가스를 열 분해시켜 사용하는 가스 식각법에 의해 상기 촉매 금속막을 식각하여 분리된 나노 크기의 촉매 금속 입자들을 형성하는 단계; 및C1~ C3의 탄화수소 가스인 탄소 소오스 가스를 이용한 열 화학기상증착법으로 상기 분리된 나노 크기의 촉매 금속 입자들마다 탄소나노튜브를 성장시켜 기판상에 수직하게 정렬된 복수개의 탄소나노튜브들을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 탄소나노튜브의 합성 방법.
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- 제 1항에 있어서, 상기 식각 가스는 암모니아 가스이고,상기 가스 식각법은 700 내지 1000℃ 의 온도에서 80 내지 400sccm으로 상기 암모니아 가스를 10 내지 30분간 플로우시키면서 진행되는 것을 특징으로 하는 탄소나노튜브의 합성 방법.
- 제 1항에 있어서, 상기 탄소나노튜브들을 형성하는 단계는 700 ∼ 1000 ℃의 온도에서 20 내지 200sccm의 유량으로 10 내지 60 분간 탄소 소오스 가스를 플로우시키면서 진행되는 것을 특징으로 하는 탄소나노튜브의 합성 방법.
- 제 1항, 4항 및 5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 촉매 금속 입자들을 형성하는 단계와 상기 탄소나노튜브들를 형성하는 단계는 동일한 열 화학기상증착장치내에서 인-시튜로 진행되는 것을 특징으로 하는 탄소나노튜브의 합성 방법.
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- 제 1항에 있어서, 상기 탄소나노튜브들을 형성하는 단계는 상기 탄소 소오스 가스에 암모니아 가스, 수소 가스 및 수소화물 가스로 이루어진 그룹에서 선택된 어느 하나의 가스를 첨가하여 진행하는 것을 특징으로 하는 탄소나노튜브의 합성 방법.
- 제 1항에 있어서, 상기 촉매 금속막을 형성하는 단계전에 상기 기판상에 상기 기판과 상기 촉매 금속막과의 상호 반응을 방지하기 위한 절연막을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 탄소나노튜브의 합성 방법.
- 제 1항에 있어서, 상기 탄소나노튜브들을 형성하는 단계 이후에 불활성 가스를 사용하여 상기 열화학기상증착장치로부터 상기 탄소 소오스 가스를 배기하는 단계를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 탄소나노튜브의 합성 방법.
- 제 1항에 있어서, 상기 탄소나노튜브들을 형성하는 단계 이후에 상기 탄소나노튜브들을 형성하는 단계와 동일한 열 화학기상증착장치내에서 인-시튜로 진행되는 상기 탄소나노튜브들을 정제하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 탄소나노튜브의 합성 방법.
- 제 13항에 있어서, 상기 탄소나노튜브들을 정제하는 단계는 암모니아 가스, 수소 가스, 산소 가스, 또는 이들의 혼합 가스로 이루어진 그룹에서 선택된 정제 가스를 사용하여 진행하는 것을 특징으로 하는 탄소나노튜브의 합성 방법.
- 제 13항에 있어서, 상기 정제 단계 후에 불활성 가스를 사용하여 상기 열화학기상증착장치로부터 상기 정제 가스를 배기하는 단계를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 탄소나노튜브의 합성 방법.
- 기판상에 코발트, 니켈, 철, 또는 이들의 합금으로 이루어진 촉매 금속막을 형성하는 단계;암모니아 가스, 수소 가스 및 수소화물 가스로 이루어진 그룹에서 선택된 어느 하나의 가스의 플라즈마를 사용하는 플라즈마 식각법에 의해 상기 촉매 금속막을 식각하여 분리된 나노 크기의 촉매 금속 입자들을 형성하는 단계; 및C1~ C3의 탄화수소 가스인 탄소 소오스 가스를 이용한 열 화학기상증착법으로 상기 분리된 나노 크기의 촉매 금속 입자들마다 탄소나노튜브를 성장시켜 기판상에 수직하게 정렬된 복수개의 탄소나노튜브들을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 탄소나노튜브의 합성 방법.
- 기판상에 코발트, 니켈, 철, 또는 이들의 합금으로 이루어진 촉매 금속막을 형성하는 단계;불화 수소 계열의 습식 식각액을 사용하는 습식 식각법에 의해 상기 촉매 금속막을 식각하여 분리된 나노 크기의 촉매 금속 입자들을 형성하는 단계; 및C1~ C3의 탄화수소 가스인 탄소 소오스 가스를 이용한 열 화학기상증착법으로 상기 분리된 나노 크기의 촉매 금속 입자들마다 탄소나노튜브를 성장시켜 기판상에 수직하게 정렬된 복수개의 탄소나노튜브들을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 탄소나노튜브의 합성 방법.
- 기판상에 코발트, 니켈, 철, 또는 이들의 합금으로 이루어진 촉매 금속막을 형성하는 단계;사진 식각 공정에 의해 형성된 포토레지스트 패턴을 식각 마스크로 하여 상기 촉매 금속막을 식각하여 분리된 나노 크기의 촉매 금속 입자들을 형성하는 단계; 및C1~ C3의 탄화수소 가스인 탄소 소오스 가스를 이용한 열 화학기상증착법으로 상기 분리된 나노 크기의 촉매 금속 입자들마다 탄소나노튜브를 성장시켜 기판상에 수직하게 정렬된 복수개의 탄소나노튜브들을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 탄소나노튜브의 합성 방법.
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