KR100681853B1 - 나노피펫을 이용한 양자점 배열방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 나노피펫을 이용하여 양자점을 배열하는 방법에 관한 것으로, 이 나노피펫을 이용한 양자점 배열방법은 C₆₀ 분자들을 가진 원자간력 현미경 다중 벽 탄소 나노튜브를 제공하는 단계, 다양한 기판의 표면에서 소정 거리만큼 위에 상기 탄소 나노튜브 팁을 위치시키는 단계, 상기 탄소나노튜브 팁에 소정의 전계를 일정 시간 동안 가하는 단계, 탄소나노튜브팁을 이동시키면, 상기 탄소나노튜브 팁의 내부에 메탈로플러렌이 들어 있을 때, 메탈로플러렌이 상기 탄소나노튜브 팁밖으로 흘러나와서 상기 기판표면에 증착되는 단계를 포함한다. 본 발명에 의하면, 원자간력 현미경 다중벽 탄소 나노튜브 팁에서 나노 공간을 나노피펫으로 사용하여, 이 공간들이 다양한 분자들로 채워질 수 있고 이러한 분자들을 흘러나오게 하여, 원자간력 현미경 다중 벽 탄소 나노튜브 팁을 나노 구조, 즉 양자점(quantum dot)과 양자선(quantum lines) 등을 만드는데 이용할 수 있다.

Description

나노피펫을 이용한 양자점 배열방법{Method for arraying quantum dot using nano pipette}

도 1a는 원자간력 현미경 다중벽 탄소 나노튜브 팁에 기초를 둔 나노피펫에 대한 모델 개요도이다.

도 1b는 메탈로플러렌을 포함하고 있는 다중벽 탄소 나노튜브를 나타내는 도면이다.

도 2a는 (10, 10) 탄소나노튜브 안으로 C₆₀ 플러렌이 흡수되는 동안 위치에 따른 C₆₀ 플러렌의 운동에너지를 나타낸다.

도 2b는 (10, 10) 탄소나노튜브 안으로 C₆₀ 플러렌이 흡수되는 동안 위치에 따른 C₆₀ 플러렌의 전위에너지를 나타낸다.

도 3a는 (10, 10) 탄소나노튜브 안으로 C₆₀ 플러렌이 흡수되는 동안 MD시간에 따른 C₆₀ 플러렌의 운동에너지를 나타낸다.

도 3b는 (10, 10) 탄소나노튜브 안으로 C₆₀ 플러렌이 흡수되는 동안 MD시간에 따른 C₆₀ 플러렌의 속도를 나타낸다.

도 3c는 (10, 10) 탄소나노튜브 안으로 C₆₀ 플러렌이 흡수되는 동안 MD시간에 따른 C₆₀ 플러렌의 가속도를 나타낸다.

도 4a는 나노피펫 시스템을 이용한 단일 메탈로 플러렌 트랜지스터 배열 제작에 관한 모델 구조도이다.

도 4b는 외부 전계가 0.2 V/Å이고 MD 시간이 t < 2.5 ps 동안 적용되었을 때, 25 ps 이후 원자 구조를 나타낸다.

도 4c는 외부 전계가 0.06 V/Å이고 100 ps 에서의 원자구조를 나타낸다.

도 5a는 나노피펫 시스템을 이용한 나노리소 그래피에 관한 모델 구조도이다.

도 5b는 나노피펫이 1Å/ps 속도를 가지고 움직일 때, 50ps 동안 외부 전계가 0.1 V/Å 가해졌을 때 50ps 에서의 원자구조를 나타낸다.

본 발명은 원자간력 현미경 다중 벽 나노튜브 팁에 기반을 둔 나노피펫에 관한 것으로, 상세하게는 이 나노피펫을 이용하여 양자점을 배열하는 방법에 관한 것이다.

근래, 탄소 및 기타 나노튜브들은 그 구조적 역학적 특성들로 인하여 안정한 나노 저장(nano-storage) 공간으로 응용할 수 있는 새로운 가능성을 보여주어 왔 다.

특히, 새로운 형태의 자기 정렬된 복합 구조인 콩깍지 모양 나노튜브(nanopeapod)는 단일벽 탄소 나노튜브 안에 플러렌이 들어가 정렬되어 있는 구조로써, 최근에 보고되어지고 있다.

플러렌(C₆₀)이 탄소 나노튜브 내부로 흡수될 경우 에너지 측면에서 더욱 안정하기 때문에, 승화된 플러렌들은 노출된 탄소 나노튜브 팁 끝이나 측면의 핀홀(pin-hole) 결함을 통하여 빠르게 탄소 나노튜브 내부로 흡수된다.

버키 셔틀(bucky shuttle)로 불리는 다중벽 나노튜브는 특정한 조건 하에서 합성되어지고, 동시에 외부에서 공급되는 정전기적인 힘에 의해 버키셔틀 메모리 소자로 동작하는 것이 알려졌다.

많은 메탈로 플러렌(metallofullerene)과 메탈로 플러렌 피포드(metallofullerene peapod)는 다양한 실험이나 이론적인 방법으로 합성되어 개발되어져 왔다.

최근에, Daiguji 등은 nanofluidic 채널에서의 이온 전달을 연구하였고, Chan 등은 간단한 nanopores에서의 이온 전달을 연구하였다. Tuzun 등은 분자동역학 시뮬레이션을 사용하여 탄소 나노튜브 안에서의 유체 흐름에 대해 연구하였다.

최근에, Iwata 등은 마이크로 피펫을 제작하여 유기 용매가 채워진 마이크로 피펫의 다양한 응용을 보여주었다. 이것은 프로브-표면 거리의 응력 제어 (shear-force control)에 의해 제작 모드와 관찰 모드 사이를 조절 가능하며 나노 점(dot array)과 나노 선(line) 제작이 성공적으로 이루어졌다.

한편, 전자 소자의 크기 감소가 점점 가속됨에 따라 이제는 단일 분자 영역에 까지 이르게되었다. 분자 전자공학에서는 궁극적으로 수 나노미터의 극한 영역을 가진 회로를 예상하고 있다.

분자를 사용하는 기본 소자가 소개되기도 하였는데, 이것들에는 음의 저항을 가지는 터널링 접합, 정류기, 간단한 전자 메모리와 논리 회로에서 쓰이는 전기적으로 구성 가능한 스위치 등이 있다.

bridge- molecule의 선택과 단일 분자가 최종적으로 두 전극 사이에 포획되는지에 관한 확인을 위한 정확한 제어가 단일 분자 전자 소자의 구성에 기본적인 필요조건이다. 현재, 플러렌을 기반으로 하는 소자의 몇 가지가 실험적으로나 이론적으로 발명되어져오고 있다.

본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명은 원자간력 현미경 다중벽 탄소 나노튜브 팁에서 나노 공간을 나노피펫으로 사용하여, 이 공간들이 다양한 분자들로 채워질 수 있고 이러한 분자들을 흘러나오게 하여, 원자간력 현미경 다중 벽 탄소 나노튜브 팁을 나노 구조, 즉 양자점(quantum dot)과 양자선(quantum lines) 등을 만드는데 이용하는 것을 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 의하면, C₆₀ 분자들을 가진 원자간력 현미경 다중 벽 탄소 나노튜브를 제공하는 단계, 구리로 만들어진 기판의 표면에서 소정 거리만큼 위에 상기 탄소 나노튜브 팁을 위치시키는 단계 및 상기 탄소나노튜브 팁에 소정의 전계를 일정 시간 동안 가하면서, 상기 탄소나노튜브팁을 이동시키면, C₆₀ 분자가 상기 탄소나노튜브 팁밖으로 흘러나와서 양자점을 배열하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 나노피펫을 이용한 양자점 배열방법이 제공된다.

한편, 상기 탄소 나노튜브는 9 개의 C₆₀ ⁺ 분자들을 가진 원자간력 현미경 이중 벽 (10,10)-(15,15) 탄소 나노튜브인 것이 바람직하다.

또한, 기판 표면과 탄소 나노튜브 팁 간의 거리는 18Å에서 8Å인 것이 바람직하다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 보다 상세하게 설명한다.

도 1a는 원자간력 현미경 다중벽 탄소 나노튜브 팁에 기초를 둔 나노피펫에 대한 모델 개요도이다.

원자간력 현미경 다중벽 탄소 나노튜브 팁이 메탈로 플러렌이 합성된 후 정화된 상태의 메탈로 플러렌 탱크에 노출될 때, 승화된 메탈로 플러렌은 활성 에너지 장벽 없이 원자간력 현미경 다중 벽 팁 안으로 잘 들어간다.

도 1b는 메탈로플러렌을 포함하고 있는 다중벽 탄소 나노튜브를 나타내는 도면이다.

도 1b에 도시된 것같이, 원자간력 현미경 다중 벽 팁에 메탈로 플러렌이 차기에 충분한 시간이 흐른 뒤에 탄소 나노튜브 팁이 기판 위에서 움직이고, 외부에서 가해지는 정전기력 장과 팁의 제어에 의해 기판 위에 메탈로 플러렌이 놓여진다.

본 발명에서는 9 개의 C₆₀ ⁺ 분자들을 가진 원자간력 현미경 이중 벽 (10,10)-(15,15) 탄소 나노튜브 팁으로부터 C₆₀ ⁺ 분자들의 흐름에 대하여 살펴본다.

C-C 반응에 대해서, 본 발명에서는 탄소 시스템에 널리 사용되어왔던 Tersoff-Brenner 전위식 함수를 사용한다. 원거리 반응은 Lennard- Jones 12-6 (LJ12-6) 전위식(potential)을 사용하여 묘사한다. 그러므로, 외부 힘장 아래에서 나노피펫 시스템의 에너지는 다음의 수학식 1로 계산된다.

여기서, E _b 는 총 전위 에너지, E_ext는 외부 힘 장(force field)에 의한 입자에 미치는 전위 에너지, E_{Tersoff-Brenner}와 E_vdW는 각각 Tersoff-Brenner 전위식 함수에서 얻어진 공유 결합 에너지와 LJ12-6 전위 함수에서 얻어진 반데르발스 에너지를 의미한다. E_vdW는 Tersoff-Brenner 전위식 값이 0으로 접근한 후에만 값이 존재하도록 하였으며, Tersoff-Brenner 전위식과 LJ12-6 전위식은 3차원 분할(cubic spline) 함수로 연결된다.

여기서, r_ij 는 원자간 거리, c_n,k는 cubic spline 계수, R_S는 Tersoff-Brenner 전위식 함수의 cut off 거리인 2Å, R_M은 3.2Å이고 R_B는 10Å이다. LJ12-6 전위식 파라미터는 ε= 0.0042 eV, σ= 3.37Å이다.

탄소 나노튜브 안에 플러렌이 포함된 시뮬레이션과 또한 분자동역학 시뮬레이션을 사용하여, C₆₀@(10,10) 탄소 나노튜브의 형성 에너지는 C₆₀ 당 3 ~ 4 eV 이다.

본 발명에서는 9개의 C₆₀ 분자들을 둘러싸는 (10,10)-(15,15) 이중 벽 탄소나노튜브를 사용하였다. 이중 벽 탄소 나노튜브 길이는 115Å이고 9 개의 C₆₀ 분자는 초기에 11Å 만큼씩 떨어져있다. 이완된 구조는 300 K에서 10ps 동안 분자동역학 시뮬레이션에서 얻어졌다.

일반적으로 다중벽 나노튜브가 실험적으로 쉽게 합성되며, 현재까지 원자간력 현미경 및 주사 터널링 현미경(Scanning Tunneling Microscope) 팁으로 합성된 탄소 나노튜브 팁은 다중벽 나노튜브이다. 따라서, 본 실시예에서는 다중벽 나노튜브를 사용하여 시뮬레이션 발명을 하였다.

플러렌 흡수가 잘 일어나는 나노튜브는 (10,10) 또는 (17,0) 나노튜브로 알려져 있고, 그 중의 하나인 (10,10)을 가장 작은 반경의 나노튜브로 사용하였고 이 나노튜브와 반경 차이가 3.4Å 정도인 (15,15) 나노튜브를 외각 나노튜브로 고려하였다. 그러나, 실질적으로는 더 큰 반경의 나노튜브들을 가지는 다중벽 나노튜브가 사용될 수 있다.

기판은 (100)구리표면이라고 가정하였다. (100) 구리 표면은 35Å × 105 Å 안에 2400 개의 원자로 구성되어있는 4 개의 원자 층으로 구성되어있고, 맨 아래층은 분자동역학 시뮬레이션 동안 고정되어있고 그 외의 층은 일정한 온도에서 강제 동역학(constraint dynamics)이 사용되었다. 또한 주기적인 경계조건이 측면 방향으로 적용되었다.

본 실시예에서, σ=2.277Å 과 ε=0.415 eV 인 파라미터를 사용하여 간단한 LJ12-6 전위식과 cutoff distance를 2.2σ으로 사용한다.

본 실시예에서는 또한 최고 경사 (steepest descent; SD) 방법과 MD 법을 동시에 사용한다. 본 실시예에서 사용된 MD 코드에는 velocity Verlet 알고리즘과 계산 효율을 높이기 위해 인접원자 목록(neighbor list)을 채택하였으며, MD time step은 5 ×10^-4ps 이다.

초기 속도는 맥스웰 분포로부터 얻어졌으며 진폭은 시스템에서 온도를 유지 하기 위해 조절된다. Gunsteren-Berendsen thermostat를 사용하여 플러렌을 제외한 모든 원자에 대해 온도를 제어한다.

먼저 본 발명에서는 (10,10) 탄소나노튜브 안으로 C₆₀을 넣는 분자동역학 시뮬레이션을 수행하였다.

도 2는 열려진 끝으로부터 (10,10) 탄소 나노튜브로 C₆₀ 분자가 들어가는 동역학을 나타낸다. 탄소 나노튜브의 열려진 끝을 0Å 으로 잡고 C₆₀ 플러렌은 -10 Å에 위치하였다. 구조는 초기에 SD 법에 의해 이완되었다. 본 발명에서는 둘러싸이는 동역학을 SD와 분자동역학으로 구현하였다. SD 시뮬레이션에서, C₆₀ 플러렌의 원자 위치는 0.01Å씩 증가되었고 이 때 각 위치에서 구조는 SD 법에 의해 이완되었다. 분자동역학 시뮬레이션에서, 탄소 나노튜브와 C₆₀ 플러렌의 운동 에너지는 각각 초기에 0 과 1 K 이었다. 1 K에 대한 가우시안 난수는 C₆₀ 플러렌의 초기 원자 속도에 배정되었다.

분자동역학 시뮬레이션에서, 강제 동역학(constraint dynamics)은 적용되지 않았다. 도 2a는 C₆₀ 플러렌 위치의 함수인 C₆₀ 플러렌의 운동 에너지를 보여준다. C₆₀ 이 나노튜브 내부로 흡수되는 대는 약 10 ps 이 걸렸다. 도 2b는 C₆₀ 플러렌의 중심 위치와 시뮬레이션 방법에 따른 시스템의 총 에너지(U_total)을 보여준다. SD 법에 의한 U_total은 분자동역학에 의한 값과 같다. (10,10) 탄소 나노 튜브 안으로 C₆₀ 플러렌을 집어넣었을 때의 발열 에너지는 4.3 eV 이고, 이 때 위치 에너지(potential)는 도 2b에 보듯이 C₆₀ 플러렌의 운동 에너지로 모두 변화된다.

(10,10) 탄소 나노튜브로 C₆₀을 집어넣기 위한 활성 에너지는 본 발명에서 0 이다.

한편, 둘러싸인 C₆₀ 분자가 나노 피펫 밖으로 흘러나오기 위해서는 외부에서 가해지는 전계에 의해 가속이 될 수 있는 전하를 띤 메탈로플러렌이 나노피펫 안에 들어가 있어야 한다.

도 3은 MD 시간에 따른 C₆₀ 플러렌의 운동 에너지, 속도와 가속도를 나타낸다. C₆₀ 플러렌이 탄소 나노튜브 안으로 완전히 들어간 후에, C₆₀ 플러렌의 운동 에너지와 속도는 C₆₀ 플러렌과 벽 사이의 마찰에 의해 선형적으로 조금씩 감소한다. C₆₀ 플러렌의 가속도의 최고점은 탄소 나노튜브 입구의 끝에 있고 이 때 해당하는 힘은 3.9 eV/Å이다. 탄소 나노튜브 안에서 C₆₀ 플러렌의 가속도는 평균적으로 -0.03542 Å/ps² 인데 이는 표면과의 마찰 때문이다.

탄소 나노튜브의 빨아들이는 힘은 플러렌 흡입을 유도하고, 이 때 흡입된 플러렌은 쉽게 탄소 나노튜브로부터 빠져나가지 못한다.

다음은 나노피펫 시스템을 시용한 단일 메탈로 플로렌 트랜지스터 배열 제작 에 대하여 예를 들어 설명한다.

실시예 1

도 4는 원자간력 현미경 탄소 나노튜브 팁에 기반을 둔 나노피펫을 양자점 배열(quantum dot array) 제조에 적용시킨 예를 나타낸다.

도 4에서는 다양한 전계 조건을 적용하여 원자간력 현미경 이중 벽 탄소 나노튜브 팁으로부터 메탈로플러렌이 흘러나오는 것을 분자동역학 시뮬레이션한다.

원자간력 현미경 이중 벽 탄소 나노튜브 팁의 최종 위치는 구리 표면보다 10 Å 만큼 위에 놓여진다. 모든 분자동역학 시뮬레이션은 100 K에서 이루어졌다.

도 4b는 외부 전계가 0.2 V/Å 이고 MD 시간이 t < 2.5 ps 동안 적용되었을 때, 25 ps 이후 원자 구조를 보여준다.

도 4b에서, 두 개의 C₆₀ 분자가 이중 벽 탄소 나노튜브로부터 나오고 나서 구리 표면에 증착되었다. 공급되는 전계가 사라져도, C₆₀ 분자가 가속에 의해 운동 에너지가 증가되었으므로, 맨 밑의 두 개의 C₆₀ 분자들은 C₆₀ 분자의 탈출 에너지 장벽을 넘어설 수 있다.

도 2와 3에 나타낸 것같이, 탄소 나노튜브 안에서 C₆₀ 의 동역학에 마찰과 에너지 손실은 존재하고, C₆₀ 분자들의 초기 위치와 초기 속도가 그것들의 가속과 내부 동역학에 영향을 미친다.

그러므로, 튜브 축을 따른 C₆₀ 분자들의 위치 변동은 서로 다르게 나타났다. 외부 전계 0.2 V/Å 가 MD 시간 t < 2.0 ps 동안에 공급되었을 때, 하나의 C₆₀ 분자가 이중 벽 탄소 나노튜브에서 빠져나와서 구리 표면에 증착된다.

이 경우, 즉 시간 t < 2.0 ps 동안 외부 전계 0.2 V/Å가 공급된 경우에는, 이 외부 전계의 세기로는 이중 벽 탄소 나노튜브로부터 C₆₀ 분자를 밀어낼 수 없기 때문에, 맨 밑의 C₆₀ 분자는 공급된 외부 전계의 세기 만으로는 스스로 빠져나오지 못한다. 그러나, 외부 전계가 사라진 후에, 외부 전계에 의해 가속되어 운동에너지를 가지는 다른 C₆₀ 분자들로부터 연속적인 충돌에 의해 맨 밑의 C₆₀ 분자들로 운동 에너지가 전달되었기 때문에, 맨 밑의 C₆₀ 분자는 이중 벽 탄소 나노튜브로부터 빠져나온다. 즉, 탄소 나노튜브 내부에 삽입되어있는 C₆₀ 분자들의 개수가 많을 경우에는 외부 전계의 세기가 탄소 나노튜브로부터 단일 C₆₀ 분자 배출에 필요한 전계의 세기보다 약하다 하더라도 탄소 나노튜브 내부에서의 C₆₀ 분자들 상호간의 충돌에 의한 에너지 전달로 맨 밑의 C₆₀ 분자를 탄소 나노튜브로부터 배출시킬 수 있다.

도 4c는 100 ps 동안의 분자동역학 시뮬레이션 결과를 보여준다. MD 시간이 15 ps 이하일 경우에는 이중 벽 탄소 나노튜브 팁이 움직이지 않고 초기 위치를 유지하였고, MD 시간이 15 에서 65 ps 일 경우에는 1 Å/ps 의 속도로 50 Å 만큼 팁이 움직였고 100 ps 가 될 때에 팁은 멈추었다.

MD 시간이 0 에서 15 ps 와 65 에서 75 ps 일 때에 외부 전계 0.06 V/Å 가 시스템에 가해졌다.

팁의 높이가 조절될 경우, 도 4a와 같은 공정은 좀 더 효율적으로 구현될 수 있다. 기판 표면과 탄소 나노튜브 팁 간의 거리가 22Å 이상으로 넓다면, 탄소 나노튜브 팁에 둘러싸인 C₆₀ 분자는 외부 전계에 의해 표면에 증착되고 다른 C₆₀ 분자들도 역시 흘러나올 수 있다. 왜냐하면, 팁으로부터 다른 C₆₀ 분자들이 빠져나올 수 있는 간격이 있기 때문이다.

간격이 18Å에서 8Å 정도이면, 단지 가장 밑에 있는 C₆₀ 분자만이 기판 표면에 증착될 수 있다. 이러한 경우, 구리 표면- C₆₀ 간의 바인딩 에너지는 2.0 에서 2.4 eV 으로 이 값은 C₆₀ - C₆₀ 간의 바인딩 에너지 0.3에서 0.4 eV 보다 높은 값이고 (10,10) 탄소 나노튜브에 의해 C₆₀ 분자에 미치는 흡입력은 약 4 nN 이기 때문에, 다른 C₆₀ 분자들은 자연적으로 외부 전계가 가해지지 않을 때 탄소 나노튜브 안으로 빨려 들어간다. 그러므로 간격이 18Å에서 8Å 정도일 때, 도 4a와 같은 공정은 이루어질 수 있다.

다음은 나노피펫 시스템을 시용한 리소그래피에 대하여 예를 들어 설명한다.

실시예 2

도 5a는 나노 피펫 시스템을 이용한 나노 리소그래피에 관한 모델도이다. 도 5b는 외부 전계 0.1 V/Å 이 50 ps 동안 가해졌을 때 MD 시뮬레이션을 수행한 결과를 보여준다. 이중 벽 탄소 나노튜브 팁은 1 Å/ps의 속도로 50Å을 움직였으므로, 빠져나가는 C₆₀ 분자들은 도 5b에 보이듯이 팁이 움직이는 방향에 따라 증착되었다.

본 발명에서의 분자동역학 시뮬레이션에서 계산의 속도를 고려한 팁 속도 1 Å/ps 는 실제 원자간력 현미경 팁 속도보다 훨씬 빠르다.

탄소 나노튜브 안에 포함된 메탈로플러렌은 안정적이기 때문에, 승화된 메탈 로플러렌에 탄소 나노튜브가 노출될 때 빠르게 탄소 나노튜브로의 흡수가 발생하기 때문에, 탄소 나노튜브 팁 안의 나노 공간은 메탈로플러렌으로 쉽게 채워질 수 있다.

탄소 나노튜브 안의 나노 공간이 승화된 메탈로플러렌에 노출될 경우 다시 채워질 수 있기 때문에, 팁은 화학반응이나 기계적인 변형이 없는 이상적인 경우 영구적으로 사용될 수 있다.

그러나 본 실시예에서, 시뮬레이션은 나노 리소그래피의 가능성을 보여준 것이다. 본 실시예의 시뮬레이션 결과는 현재와 미래의 분자-전자 소자 제작에서 가장 중요한 공정 중의 하나인 나노 리소그래피에 적용될 수 있다. 본 발명의 분자동역학 시뮬레이션에서, C₆₀ 분자들은 외부 전계가 0.1 V/Å 이상일 때 탄소 나노튜브 팁 밖으로 쉽게 흘러나올 수 있는 반면에, 외부 전계가 0.05 V/Å 이하일 경우에는 탄소 나노튜브 팁 밖으로 좀처럼 흘러나오지 못하였다. 공급되는 전계가 0.05 에서 0.09 V/Å 사이 이었을 경우에는, 둘러싸인 C₆₀ 분자들의 개수, 초기 위치, 초기 속도가 공급되는 전계 만큼 C₆₀ 분자의 흘러나옴에 영향을 미쳤다.

본 실시예의 분자 동역학 시뮬레이션에서 내부의 C₆₀ 분자들의 초기 위치, 초기 속도와 개수 또한 외부에서 공급되는 전계들은 C₆₀ 분자들이 흘러나오는 정도에 영향을 미쳤다.

최근에, 콩깍지 모양 질화 붕소(boron-nitride peapod) 나노튜브, 즉 단일 벽 질화 붕소 나노튜브 안에 C₆₀ 분자가 가득 찬 구조가 합성되어졌다.

또한 다른 형태의 콩깍지 모양(peapod)도 제작될 것이 예상된다. 질화 붕소 나노튜브가 키랄리티에 관계없이 항상 전기적 절연체이고 탄소 나노튜브 보다 화학적인 산화에 더 잘 견디므로, 도 4와 5에서 외부에서 전계가 가해져서 작동되는 피펫을 위해서는 탄소 콩깍지 모양(peapod) 보다 질화 붕소 나노튜브가 더 적합하다고 사료된다. 그러므로, 다른 종류의 꽁깍지 모양(peapod)도 고려될 수 있다.

원자간력 현미경 다중벽 탄소 나노튜브 팁에서 나노 공간을 나노피펫으로 사용하여, 이 공간들이 다양한 분자들로 채워질 수 있고 이러한 분자들을 흘러나오게 하여, 원자간력 현미경 다중 벽 탄소 나노튜브 팁을 나노 구조, 즉 양자점(quantum dot)과 양자선(quantum lines) 등을 만드는데 이용할 수 있다.

Claims (4)

1. C₆₀ 분자들을 가진 원자간력 현미경 다중 벽 탄소 나노튜브를 제공하는 단계;

   다양한 기판의 표면에서 소정 거리만큼 위에 상기 탄소 나노튜브 팁을 위치시키는 단계;

   상기 탄소나노튜브 팁에 소정의 전계를 일정 시간 동안 가하는 단계;

   상기 탄소나노튜브팁을 이동시키면, 상기 탄소나노튜브 팁의 내부에 메탈로플러렌이 들어 있을 때, 메탈로플러렌이 상기 탄소나노튜브 팁밖으로 흘러나와서 상기 기판표면에 증착되는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 나노피펫을 이용한 양자점 배열방법.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 탄소 나노튜브는 메탈로풀러렌 분자들을 가진 원자간력 현미경 다중별 탄소 나노튜브인 것을 특징으로 하는 나노피펫을 이용한 양자점 배열방법.
3. 제 1항에 있어서,

   기판 표면과 탄소 나노튜브 팁 간의 거리는 18Å에서 8Å인 것을 특징으로 하는 나노피펫을 이용한 양자점 배열방법.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 외부 전계가 0.1 V/Å 이 50 ps 동안 가해지면, 상기 이중 벽 탄소 나노튜브 팁이 1 Å/ps의 속도로 50 Å을 움직이고,

   상기 이중벽 탄소나노튜브팁으로부터 빠져나가는 메탈로플러렌들은 상기 탄소 나노튜브 팁이 움직이는 방향에 따라 상기 기판위에 증착되는 것을 특징으로 하는 나노피펫을 이용한 양자점 배열방법.

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