KR100862895B1 - 탄소나노튜브 합성 방법, 이를 적용한 탄소나노튜브 합성장치 및 시스템 - Google Patents

탄소나노튜브 합성 방법, 이를 적용한 탄소나노튜브 합성장치 및 시스템 Download PDF

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Abstract

탄소나노튜브 합성 방법이 개시된다. 탄소나노튜브를 합성하기 위한 합성 공간 외부에 기판의 적재가 가능한 보트를 마련한다. 이어, 보트에 기판을 적재시킨다. 이어, 기판이 적재된 보트를 합성 공간으로 이송한다. 이어, 합성 공간으로 이송된 기판을 대상으로 탄소나노튜브를 합성한다. 여기서, 보트는 기판을 다수매가 적재가 가능하게 다단 구조를 갖는다. 따라서, 탄소나노튜브를 합성하기 위한 공정을 효율적으로 진행시킬 수 있다.

Description

탄소나노튜브 합성 방법, 이를 적용한 탄소나노튜브 합성 장치 및 시스템{METHOD FOR COLLECTING FOR CARBON NANO TUBE, SYSTEM AND APPARATUS COLLECTING FOR CARBON NANO TUBE USING THE SAME}
본 발명은 탄소나노튜브 합성 방법, 이를 적용한 탄소나노튜브 합성 장치 및 시스템에 관한 것으로써, 더욱 상세하게는 촉매와 반응 가스의 반응을 통해 탄소나노튜브를 합성하는 방법, 이를 적용한 장치 및 시스템에 관한 것이다.
일반적으로, 탄소나노튜브(carbon nano tube)는 지름이 나노미터 스케일을 갖는다. 상기 탄소나노튜브는 하나의 탄소 원자에 이웃하는 세 개의 탄소 원자가 결합된 육각 환형을 갖는다. 상기 탄소나노튜브는 상기 육각 환형이 벌집 형태로 반복되어 형성된 평면이 원통의 튜브 형태로 말린 구조를 갖는다.
상기 탄소나노튜브는 그 구조에 따라 금속적인 도전성 또는 반도체적인 도전성을 나타낼 수 있는 성질을 갖는다. 또한, 상기 탄소나노튜브는 우수한 양자적, 전기적, 기계적, 화학적 특성을 가지고 있어, 최근 전자방출원, 이차전지, 수소저장 연료전지, 의학 및 공학용 미세 부품, 고기능 복합재료 정전기, 전자파 차폐재 등 다양한 분야에 사용되고 있다.
상기 탄소나노튜브를 합성하는 방법으로는 레이저증착법, 플라즈마 화학기상증착법, 열화학 기상증착법, 플레임 합성법, 전기방전법, 열분해법 등이 제시되어 있으며, 이중 상기 열분해법이 가장 상용적으로 사용되는 방법이라 할 수 있다.
상기 열분해법은 탄화수소(CnHm) 등의 반응 가스를 열분해하고, 이를 철 등의 전이 금속으로 이루어진 촉매와 반응시켜 상기 탄소나노튜브를 합성하는 방법이다.
상기 열분해법은 일 예로, 상기 촉매가 도포된 기판을 외부에 히터가 결합된 반응 챔버로 별도의 이송 장치를 통해 이송하고, 상기 반응 챔버에 상기 반응 가스를 주입하여 상기 기판에 도포된 촉매와 반응시켜 상기 탄소나노튜브를 합성한다.
그러나, 상기 이송 장치는 상기 반응 챔버에 상기 기판을 하나씩 이송시킴으 로써, 상기 탄소나노튜브를 합성하는 공정이 비효율적으로 진행되는 문제점을 갖는다.
따라서, 본 발명은 이와 같은 문제점을 감안한 것으로써, 본 발명의 목적은 탄소나노튜브를 합성하기 위한 기판을 효율적으로 이송시킬 수 있는 탄소나노튜브 합성 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상기 탄소나노튜브 합성 방법을 적용한 탄소나노튜브 합성 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 탄소나노튜브 합성 장치를 갖는 탄소나노튜브 합성 시스템을 제공하는 것이다.
상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 일 특징에 따른 탄소나노튜브 합성 방법이 개시된다. 탄소나노튜브를 합성하기 위한 합성 공간 외부에 기판의 적재가 가능한 보트를 마련한다. 이어, 상기 보트에 상기 기판을 적재시킨다. 이어, 상기 기판이 적재된 보트를 상기 합성 공간으로 이송한다. 이어, 상기 합성 공간으로 이송된 기판을 대상으로 상기 탄소나노튜브를 합성한다.
여기서, 상기 보트는 상기 기판을 다수매가 적재가 가능하게 다단 구조를 갖는다. 한편, 상기 탄소나노튜브를 합성한 다음, 상기 탄소나노튜브의 합성이 이루어진 기판이 적재된 보트를 상기 합성 공간으로부터 외부로 이송한다. 또한, 상기 기판이 적재된 보트를 상기 합성 공간으로 이송한 다음, 상기 합성 공간을 외부로부터 차단한다.
상술한 본 발명의 다른 목적을 달성하기 위하여, 일 특징에 따른 탄소나노튜브 합성 장치는 반응 챔버, 보트, 기판 이송부 및 보트 이송부를 포함한다. 상기 반응 챔버는 탄소나노튜브를 합성하기 위한 공간을 제공한다. 상기 보트에는 상기 탄소나노튜브를 합성하기 위한 기판이 적재된다. 상기 기판 이송부는 상기 반응 챔버의 외부에 설치되고, 상기 반응 챔버의 외부에 위치하는 상기 보트에 상기 기판을 적재한다. 상기 보트 이송부는 상기 반응 챔버의 외부로부터 상기 반응 챔버의 내부로 상기 보트를 이송하거나, 상기 반응 챔버의 내부로부터 상기 반응 챔버의 외부로 상기 보트를 이송한다.
상기 보트는 상기 기판을 다수매가 적재가 가능하게 다단 구조를 갖는다. 상기 보트 이송부는 상기 보트의 일측면에 결합하는 결합부, 상기 결합부의 이송을 가이드하는 가이드부 및 상기 결합부를 구동시켜 상기 결합부에 결합된 보트를 상기 반응 챔버의 내부로 또는 외부로 이송시키는 구동부를 포함한다.
또한, 상기 탄소나노튜브 합성 장치는 상기 결합부의 이송에 의하여 상기 보트가 상기 반응 챔버의 내부로 이송할 때 상기 반응 챔버를 외부와 차단시키는 차단부를 더 포함한다. 상기 차단부는 상기 결합부와 일체형으로 형성될 수 있다.
상기 기판 이송부는 상기 보트에 적재된 기판을 안착하여 평면적으로 회전하면서 이송하는 제1 이송부, 상기 제1 이송부와 결합되어 상기 제1 이송부를 상하로 이송시키는 제2 이송부, 상기 제2 이송부와 결합되어 상기 제2 이송부를 좌우로 이송시키는 제3 이송부, 및 상기 제1, 제2 및 제3 이송부 각각을 구동시키는 구동부를 포함한다.
상술한 본 발명의 또 다른 목적을 달성하기 위하여, 일 특징에 따른 탄소나노튜브 합성 시스템은 반응 챔버, 보트, 기판 이송부, 보트 이송부, 도포부 및 회수부를 포함한다. 상기 반응 챔버는 탄소나노튜브를 합성하기 위한 공간을 제공한다. 상기 반응 챔버에는 외부로부터 반응 가스가 주입된다. 상기 보트에는 상기 탄소나노튜브를 합성하기 위하여 상기 반응 가스와 반응하는 촉매를 도포한 기판이 적재된다. 상기 기판 이송부는 상기 반응 챔버의 외부에 설치되고, 상기 반응 챔버의 외부에 위치하는 상기 보트에 상기 기판을 적재한다. 상기 보트 이송부는 상기 반응 챔버의 외부로부터 상기 반응 챔버의 내부로 상기 보트를 이송하거나, 상기 반응 챔버의 내부로부터 상기 반응 챔버의 외부로 상기 보트를 이송한다. 상기 도포부는 상기 기판 상에 촉매를 도포한다. 상기 회수부는 상기 기판 상에 합성된 탄소나노튜브를 상기 기판으로부터 분리 회수한다.
상기 도포부와 상기 회수부는 그 배치가 상하 적층 구조를 갖는다. 상기 도포부는 상기 촉매를 저장하면서 방출하는 호퍼, 상기 호퍼로부터 방출된 촉매를 크기에 따라 선별하여 하부에서 이동하는 기판으로 방출하는 선별부 및 상기 선별부에 결합되고, 상기 호퍼로부터 방출된 촉매를 분산시키기 위해 상기 선별부를 진동시키는 진동부를 포함한다.
상기 회수부는 상기 탄소나노튜브가 합성된 기판을 수직하게 회전시켜 상기 탄소나노튜브를 상기 기판으로부터 분리시키는 제1 분리부, 상기 회전된 기판에 잔류하는 탄소나노튜브를 분리시키는 제2 분리부 및 상기 제1 및 제2 분리부의 하부에서 상기 분리된 탄소나노튜브를 회수하는 제1 회수 용기를 포함한다.
상기 제2 분리부는 상기 기판에 접촉 가능한 부재를 사용하여 상기 기판에 물리적 힘을 가함으로써 상기 기판에 잔류하는 탄소나노튜브를 상기 기판으로부터 분리시킬 수 있다.
한편, 상기 탄소나노튜브 합성 시스템은 상기 반응 챔버, 상기 제1 이송부, 상기 제2 이송부 및 상기 도포부 및 상기 회수부가 내부에 설치되도록 하여 이들을 외부로부터 차단하는 시스템 챔버를 더 포함한다.
상기 시스템 챔버는 상부에 내부에 주입되는 불활성 가스를 하부로 유도하기 위한 유도팬이 형성될 수 있다.
또한, 상기 탄소나노튜브 합성 시스템은 상기 시스템 챔버 내에 설치되어 상기 기판을 임시로 보관하는 보관부를 더 포함할 수 있다. 상기 보관부는 상기 탄성나노튜브가 합성된 기판으로부터 일부 상기 탄소나노튜브가 분리될 때, 상기 분리된 탄소나노튜브를 회수하기 위한 제2 회수 용기를 포함할 수 있다.
이러한 탄소나노튜브 합성 방법, 이를 적용한 탄소나노튜브 합성 장치 및 시스템에 따르면, 탄소나노튜브를 합성하기 위한 기판을 다단의 구조를 갖는 보트에 적재시킨 다음, 상기 보트를 상기 탄소나노튜브를 합성하기 위한 반응 챔버로 이송함으로써, 상기 기판의 이송을 보다 효율적으로 진행시킬 수 있다.
이로써, 상기 기판을 이용하여 상기 탄소나노튜브를 합성하는 공정을 보다 효율적으로 진행시킬 수 있다.
또한, 상기 기판이 적재된 보트를 이송시키기 위하여 레일 형상을 갖는 가이 드부를 사용함으로써, 상기 보트가 상기 반응 챔버로 이송될 때, 처지는 것을 방지할 수 있다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 탄소나노튜브 합성 방법, 이를 적용한 탄소나노튜브 합성 장치 및 시스템에 대해 상세히 설명한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하여 도시한 것이다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지 다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
도 1 본 발명의 일 실시예에 따른 탄소나노튜브 합성 시스템을 나타낸 개략적인 구성도이고, 도 2는 도 1에 도시된 탄소나노튜브 합성 시스템의 외관을 나타낸 사시도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 탄소나노튜브 합성 시스템(1000)은 시스템 챔버(100), 탄소나노튜브 합성 장치(200), 회수부(300) 및 도포부(400)를 포함한다.
상기 시스템 챔버(100)는 상기 탄소나노튜브 합성 장치(200), 상기 도포부(400) 및 상기 회수부(300)를 설치하기 위한 공간을 제공한다. 즉, 상기 시스템 챔버(100)는 상기 탄소나노튜브 합성 시스템(1000)의 외관을 형성하여 상기의 다른 구성 요소들을 외부로부터 차단하는 역할을 한다. 상기 시스템 챔버(100)는 설치가 용이하면서 외관상 보기 좋게 하기 위하여 전체적으로 대략 육각 면체 형상을 가질 수 있다.
상기 시스템 챔버(100)에는 탄소나노튜브(도 7의 20)가 합성 시, 산화되는 것을 방지하기 위하여 불활성 가스(Ig)가 주입된다. 상기 불활성 가스(Ig)는 일 예로, 질소(N2)를 들 수 있다. 이에, 상기 시스템 챔버(100)에는 상기 불활성 가스(Ig)가 주입되는 주입구(110) 및 과다하게 주입된 상기 불활성 가스(Ig)를 배기시키기 위한 배기구(120)가 형성된다. 또한, 상기 시스템 챔버(100)의 내부는 외부로부터 공기가 유입되는 것을 차단하기 위하여 양압을 유지할 수 있다.
상기 시스템 챔버(100)는 그 상부에 유도팬(130)이 설치된다. 이는, 상기 시스템 챔버(100) 내에 주입되는 상기 불활성 가스(Ig)를 하부로 유도하여 상기 탄소나노튜브 합성 시, 발생되는 이물이 상기 시스템 챔버(100) 내에서 부유하는 것을 방지하기 위해서이다.
상기 탄소나노튜브 합성 장치(200)는 상기 시스템 챔버(100)의 내부에 설치된다. 상기 탄소나노튜브 합성 장치(200)는 실질적으로, 상기 탄소나노튜브를 합성한다. 상기 탄소나노튜브는 반응 챔버(210), 보트(220), 보트 이송부(230) 및 기판 이송부(240)를 포함한다.
상기 반응 챔버(210)는 상기 탄소나노튜브의 합성을 위한 공간을 제공한다. 즉, 상기 반응 챔버(210)에는 상기 탄소나노튜브의 합성을 위한 기판(10)이 삽입된 다. 이하, 상기 기판(10)은 그 형태에 따라 다르게 구분될 수 있지만, 설명의 편의상 모두 동일한 참조 번호를 사용한다.
상기 기판(10)에는 상기 탄소나노튜브가 성장되도록 하기 위한 시드(sead) 역할을 하는 촉매(도 7의 30)가 도포된다. 상기 촉매는 일 예로, 철, 백금, 코발트, 니켈, 이트륨 등의 전이 금속과 또는 이들의 합금 및 산화마그네슘(MgO), 산화알루미늄(Al2O3), 산화실리콘(SiO2) 등의 다공성 물질을 포함할 수 있다.
상기 반응 챔버(210)는 x 축 또는 y 축 중 어느 하나의 축을 따라 길게 누워 있는 통 형상을 가질 수 있다. 이럴 경우, 상기 반응 챔버(210)는 일측에 상기 기판(10)이 삽입되도록 하기 위하여 입구(212)가 형성된다.
상기 반응 챔버(210)는 상기 탄소나노튜브의 합성이 일반적으로, 약 500℃ 내지 약 1100℃의 고온에서 이루어지므로, 그 외면에 히터부(214)가 설치된다. 상기 히터부(214)는 상기 반응 챔버(210)의 외면을 감싸는 코일 형상을 가질 수 있다. 여기서, 상기 탄소나노튜브의 합성은 위치에 따라 온도를 균일하게 유지하는 것이 중요하므로, 상기 히터부(214)는 상기 반응 챔버(210)의 외면에 최대한 넓은 면적에 걸쳐 접촉되는 것이 유리할 수 있다.
이에, 상기 반응 챔버(210)는 고온에 견딜 수 있는 재질로 이루어진다. 예를 들어, 상기 반응 챔버(210)의 재질은 석영(quarts), 흑연(graphite) 등으로 이루어질 수 있다.
상기 반응 챔버(210)에는 반응 가스(Rg)가 주입된다. 상기 반응 가스(Rg)는 실질적으로 상기 기판(10)에 도포된 상기 촉매와 반응하여 상기 탄소나노튜브를 합성하는 가스이다. 상기 반응 가스(Rg)는 일 예로, 탄화수소(CnHm)로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 반응 챔버(210)는 외측에 급냉을 위한 냉각수를 유입시킬 수 있는 자켓(jacket)이 형성될 수도 있다. 이는, 합성된 상기 탄소나노튜브가 형성된 기판(10)을 고온 상태 그대로 상기 반응 챔버(210)의 외부로 노출될 경우, 상기 탄소나노튜브가 급격하게 산화 반응하기 때문이다.
상기 보트(220)에는 상기 탄소나노튜브를 합성하기 위한 기판(10)이 적재된다. 상기 보트 이송부(230)는 상기 보트(220)를 상기 반응 챔버(210)의 외부로부터 내부로 이송한다. 즉, 상기 보트 이송부(230)는 상기 보트(220)를 상기 반응 챔버(210)의 입구(212)로 삽입시킨다. 또한, 상기 보트 이송부(230)는 상기 보트(220)를 상기 반응 챔버(210)의 내부로부터 외부로 이송한다.
이하, 상기 보트(220) 및 상기 보트 이송부(230)는 도 3, 도 4 및 도 5를 추가적으로 참조하여 상세하게 설명하고자 한다.
도 3은 도 1에 도시된 탄소나노튜브 합성 시스템의 보트 이송부를 통해 보트가 반응 챔버의 내부로 완전히 이송된 상태를 나타낸 도면이고, 도 4는 도 3의 보트와 보트 이송부를 나타낸 사시도이며, 도 5는 도 4의 보트와 보트 이송부를 옆에서 바라본 도면이다.
도 3, 도 4 및 도 5를 추가적으로 참조하면, 상기 보트(220)에는 상기 촉매가 도포된 기판(10)을 다수매가 적재 가능하게 다단 구조를 갖는다.
일 예로, 상기 보트(220)는 바닥부(222), 제1 돌출부(224)들 및 제2 돌출부(226)들을 포함하는 구조를 가질 수 있다. 구체적으로, 상기 바닥부(222)는 x 축 및 y 축으로 정의되는 평면을 따라 배치된다. 상기 제1 돌출부(224)들은 그 사이 공간에 상기 기판(10)의 적재가 가능하도록 상기 바닥부(222)로부터 z 축을 따라 수직하게 돌출된다. 상기 제2 돌출부(226)들은 상기 제1 돌출부(224)들의 안쪽으로부터 돌출되어 상기 기판(10)이 실질적으로 적재되도록 한다.
이럴 경우, 상기 제1 돌출부(224)들은 상기 기판(10)들이 상기 x 축 및 y 축 중 어느 하나의 축을 따라 다단을 이루도록 하기 위하여 적어도 세 개 이상을 형성될 수 있다.
상기 보트 이송부(230)는 상기 보트(220)에 이하에서 설명할 상기 기판 이송부(240)로부터 상기 촉매가 도포된 기판(10)이 일정 개수만큼 적재될 때, 상기 보트(220)를 상기 반응 챔버(210)의 내부로 이송한다. 즉, 상기 보트 이송부(230)가 상기 기판(10)이 다수 적재된 상기 보트(220)를 이송함으로써, 다수의 상기 기판(10)들을 한번에 이송시킬 수 있다.
이때, 상기 보트(220)를 이송할 때, 적재되는 상기 기판(10)의 개수는 사용자에 의하여 얼마든지 가변될 수 있다. 또한, 상기 보트 이송부(230)는 상기 보트(220)에 적재된 상기 기판(10)으로부터 상기 탄소나노튜브가 합성되면, 상기 보트(220)를 상기 반응 챔버(210)의 내부로부터 외부로 이송한다.
상기 보트 이송부(230)는 결합부(232), 상기 결합부(232)의 이송을 가이드하는 가이드부(236) 및 상기 결합부(232)를 구동시키는 제1 구동부(238)를 포함한다. 상기 결합부(232)는 상기 보트(220)의 일측면에 결합한다. 예를 들어, 상기 결합부(232)는 상기 제1 돌출부(224)들 중 가장 바깥쪽에 형성된 상기 제1 돌출부(224)에 결합할 수 있다.
상기 결합부(232)는 실질적으로, 상기 보트(220)와 결합하여 상기 보트(220)를 지지하는 지지부(233) 및 상기 지지부(233)에 결합하면서 상기 가이드부(236)에 결합하는 가이드 결합부(234)를 포함한다.
상기 지지부(233)는 상기 반응 챔버(210)의 안쪽으로 깊숙하게 이송되도록 한다. 이는, 상기 반응 챔버(210)의 깊숙한 안쪽이 실질적으로, 상기 탄소나노튜브가 합성이 잘되는 온도 범위와 균일도를 가지기 때문이다. 한편, 상기 지지부(233)는 상기 보트(220)를 보다 안정적으로 지지하기 위하여 상기 보트(220)의 바닥부(222)의 하부로 연장될 수 있다.
상기 가이드 결합부(234)는 상기 반응 챔버(210)의 입구(212)로 직진하여 이송되는 것이 가능하도록 상기 가이드부(236)에 결합된다. 이에, 상기 가이드부(236)는 상기 반응 챔버(210)의 입구(212)로 길게 연장된 레일 형상을 갖는다.
여기서, 상기 가이드 결합부(234)와 상기 가이드부(236)의 결합력은 실질적으로, 상기 지지부(233)로부터 상기 보트(220)가 지지되는 힘이므로, 그 힘을 증가시키기 위하여 상기 가이드 결합부(234)와 상기 가이드부(236)의 결합 면적을 넓힐 수 있다. 이와 달리, 상기 보트(220)의 바닥부(222)를 상기 가이드부(236)에 결합되도록 하여 상기 보트(220)가 상기 가이드부(236)에 의해 직접적으로 지지되도록 할 수 있다. 이때, 상기 가이드부(236)를 상기 반응 챔버(210)의 안쪽까지 연장시 켜 상기 보트(220)를 더 안정적으로 지지할 수 있다.
상기 제1 구동부(238)는 상기 결합부(232)의 이송을 위한 동력을 발생시켜 상기 가이드부(236)에 전달한다. 일 예로, 상기 제1 구동부(238)는 상기 가이드부(236)와 일체형으로 구성되는 리니어 모터(linear motor)로 이루어질 수 있다. 이와 달리, 상기 제1 구동부(238)는 정밀 제어가 가능한 서보 모터(servo motor)이고, 상기 가이드부(236)는 상기 서보 모터에 의해 구동되는 구동 벨트를 포함할 수 있다. 한편, 상기 제1 구동부(238)는 상기 결합부(232)에 직접적으로 상기 동력을 전달하여 상기 결합부(232)가 상기 가이드부(236)를 따라 이동하도록 할 수 있다.
한편, 상기 탄소나노튜브 합성 장치(200)는 상기 결합부(232)의 이송에 의하여 상기 보트(220)가 상기 반응 챔의 내부로 이송할 때, 상기 반응 챔버(210)를 외부와 차단시키는 차단부(250)를 더 포함한다.
상기 차단부(250)는 일 예로, 상기 지지부(233) 및 상기 가이드 결합부(234)의 둘레에 설치되어 상기 반응 챔버(210)의 입구(212)를 막는 구조를 가질 수 있다. 이와 달리, 상기 차단부(250)는 상기 지지부(233) 및 상기 가이드 결합부(234) 사이에서 이들과 결합된 구조를 가질 수 있다. 이로써, 상기 반응 챔버(210)의 입구(212)에 설치될 수 있는 게이트의 열림 및 닫힘 동작으로 인하여 전체적인 공정 시간이 증가하는 것을 방지할 수 있다.
이와 같은 구성을 갖는 상기 보트(220) 및 상기 보트 이송부(230)에 의한 상기 기판(10)의 이송 방법을 간단하게 정리하면, 먼저 상기 기판 이송부(240)로부터 상기 촉매가 도포된 기판(10)의 적재가 가능하면서 다단 구조를 갖는 상기 보 트(220)를 상기 반응 챔버(210)의 외부에 마련한다. 이어, 상기 보트(220)에 상기 기판을 차례로 적재시킨다.
이어, 상기 보트(220)에 상기 기판(10)이 모두 적재되거나 사용자가 정의한 개수만큼 적재되면, 상기 기판(10)이 적재된 상기 보트(220)를 상기 탄소나노튜브를 합성하기 위한 합성 공간, 즉 상기 반응 챔버(210)의 내부로 이송한다.
이어, 상기 보트(220)를 이송한 다음, 거의 동시에 상기 반응 챔버(210)를 외부로부터 차단한다. 이어, 상기 반응 챔버(210)의 내부에서 상기 기판(10)의 상기 촉매로부터 상기 탄소나노튜브가 합성되면, 상기 탄소나노튜브의 합성이 이루어진 상기 기판(10)이 적재된 상기 보트(220)를 상기 반응 챔버(210)의 내부로부터 외부로 이송시킨다.
이와 같이, 상기 탄소나노튜브를 합성하기 위한 상기 기판(10)을 다단의 구조를 갖는 상기 보트(220)에 적재시킨 다음, 상기 보트(220)를 상기 탄소나노튜브를 합성하기 위한 상기 반응 챔버(210)의 내부로 이송함으로써, 상기 기판(10)의 이송하는 공정을 보다 효율적으로 진행시킬 수 있다.
이로써, 상기 기판(10)을 이용하여 상기 탄소나노튜브를 합성하는 공정을 보다 효율적으로 진행시킬 수 있다.
또한, 상기 기판(10)들이 적재된 상기 보트(220)를 이송시키기 위하여 레일 형상의 상기 가이드부(236)를 사용함으로써, 상기 보트(220)가 상기 반응 챔버(210)로 이송될 때, 처지는 것을 방지할 수 있다.
상기 기판 이송부(240)는 상기 반응 챔버(210)의 외부에 설치된다. 상기 기 판 이송부(240)는 상기 반응 챔버(210)의 외부에 위치하는 상기 보트(220)에 상기 기판(10)을 적재한다.
이하, 상기 기판 이송부(240)는 도 6을 참조하여 상세하게 설명하고자 한다.
도 6은 도 1에 도시된 탄소나노튜브 합성 시스템의 기판 이송부를 나타낸 사시도이다.
도 1 및 도 6을 참조하면, 기판 이송부(240)는 제1 프레임(241), 제1 이송부(243), 제2 이송부(244), 제3 이송부(245) 및 제2 구동부(246)를 포함한다.
상기 제1 프레임(241)은 상기 기판 이송부(240)를 설치하기 위한 뼈대를 제공한다. 상기 제1 프레임(241)은 보트(220)가 반응 챔버(210) 앞에서 대기할 때, 상기 보트(220)의 바로 옆에서 평행하게 설치된다. 상기 제1 프레임(241)의 상부에는 상기 보트(220)와 평행한 방향으로 설치된 가이드 레일(242)이 형성된다.
상기 제1 이송부(243)는 그 상면에 탄소나노튜브를 합성하기 위한 기판(10)이 안착된다. 상기 제1 이송부(243)는 평면(x, y)적으로 회전하면서 이송한다. 즉, 상기 제1 이송부(243)는 상기 평면(x, y)적으로 이송이 가능하도록 적어도 두 개의 관절을 가질 수 있다.
상기 제2 이송부(244)는 상기 제1 이송부(243)의 중심과 결합된다. 상기 제2 이송부(244)는 상기 제1 이송부(243)를 상기 평면(x, y)에 수직한 z 축을 따라 이송시킨다. 상기 제2 이송부(244)는 실린더와 유사한 구조를 가질 수 있다.
상기 제3 이송부(245)는 상기 제2 이송부(244)와 결합하면서 실질적으로 상기 제1 프레임(241)에 형성된 상기 가이드 레일(242)에 결합된다. 이에, 상기 제3 이송부(245)는 상기 가이드 레일(242)을 따라 상기 제2 이송부(244)를 이송시킨다.
상기 제2 구동부(246)는 상기 제1 프레임(241)의 안쪽에 대응하는 상기 제3 이송부(245)의 하부에 결합된다. 상기 제2 구동부(246)는 상기 제1, 제2 및 제3 이송부(243, 244, 245) 각각의 이송을 위한 동력을 발생시켜 각각에 전달한다. 이때, 상기 제2 구동부(246)는 상기 제3 이송부(245)와 달리, 상기 가이드 레일(242)에 직접적으로 동력을 전달할 수 있다.
상기 회수부(300)는 상기 기판 이송부(240)로부터 상기 탄소나노튜브가 합성된 기판(10)을 이송 받아 상기 탄소나노튜브를 회수한다. 상기 도포부(400)는 상기 회수부(300)에서 상기 탄소나노튜브가 회수된 기판(10) 또는 외부로부터 반입되는 기판(10)에 상기 촉매를 도포한다.
이하, 상기 회수부(300) 및 상기 도포부(400)는 도 7 및 도 8을 참조하여 상세하게 설명하고자 한다.
도 7은 도 1에 도시된 탄소나노튜브 합성 시스템의 도포부 및 회수부를 나타낸 사시도이고, 도 8은 도 7의 도포부 및 회수부를 옆에서 바라본 도면이다.
도 1, 도 7 및 도 8을 참조하면, 회수부(300)와 도포부(400)는 그 배치가 상하 적층 구조를 갖는다. 이를 위하여, 탄소나노튜브 합성 시스템(1000)은 상기 회수부(300) 및 상기 도포부(400)를 설치하기 위한 제2 프레임(500)을 더 포함한다.
이에, 상기 회수부(300) 및 상기 도포부(400)는 그 공정 특성 상 상기 회수부(300)가 상기 도포부(400)보다 하부에 배치된다. 이는, 상기 회수부(300)에서 회 수되는 상기 탄소나노튜브(20)가 상기 도포부(400)에서 도포되는 기판(10)으로 유입되는 것을 방지하기 위해서이다.
또한, 시스템 챔버(100)에 설치된 유도팬(130)도 불활성 가스(Ig)를 하부로 유도함으로써, 상기와 같은 유입을 방지하는데 도움을 주고 있다. 또한, 상기 도포부(400)를 상부에 배치시킬 경우, 상기 촉매(30)를 그 상부에서 용이하게 공급할 수 있다. 반대로, 제조 공정의 특성 상 상기 회수부(300)는 상기 도포부(400) 상부에 위치할 수도 있다.
이와 같이, 상기 회수부(300) 및 상기 도포부(400)를 상하 적층 구조로 배치시킴으로써, 상기 처리부를 설치하기 위한 면적을 최소화시켜 시스템 챔버(100) 내에서의 공간 활용을 효율적으로 할 수 있다.
상기 회수부(300)는 제1 분리부(310), 제1 회수 용기(320) 및 제2 분리부(330)를 포함한다. 상기 제1 분리부(310)는 상기 탄소나노튜브(20)가 합성된 기판(10)을 평면(x, y)을 따라 기판 이송부(240)으로부터 이송 받는다.
상기 제1 분리부(310)는 힌지부(312)를 통해 상기 기판(10)을 수직하게 회전시킨다. 즉, 회전시킨 기판(10)은 z 축을 따라 배치된다. 이럴 경우, 상기 기판(10)에 형성된 상기 탄소나노튜브(20)는 중력에 의하여 일차적으로 떨어져 상기 기판(10)으로부터 분리된다.
상기 제1 회수 용기(320)는 상기 탄소나노튜브(20)가 분리되어 떨어지는 위치에 배치된다. 상기 제1 회수 용기(320)는 떨어지는 상기 탄소나노튜브(20)를 회수한다. 이때, 상기 제1 회수 용기(320)는 떨어지는 상기 탄소나노튜브(20)를 모두 회수하기 위하여 가능한 범위에서 최대한 넓게 형성될 필요성이 있다.
상기 제2 분리부(330)는 수직하게 회전한 기판(10)에 잔류하는 상기 탄소나노튜브(20)를 이차적으로 상기 기판(10)으로부터 분리하여 상기 제1 회수 용기(320)로 떨어뜨린다.
상기 제2 분리부(330)는 상기 기판(10)에 접촉 가능한 부재(331)를 사용하여 상기 기판(10)에 물리적 힘을 가함으로써 상기 기판(10)에 잔류하는 탄소나노튜브(20)를 상기 기판(10)으로부터 분리시킨다. 일 예로, 상기 접촉 가능한 부재(331)는 브러쉬(brush) 또는 나이프(knife)를 들 수 있다. 이러한 상기 제2 분리부(330)는 상기 접촉 가능한 부재(331)를 회전한 기판(10)으로 이동시키기 위한 이동부(332)를 포함한다.
상기 이동부(332)는 상기 접촉 가능한 부재(331)와 결합하여 상기 z 축을 따라 이동시키는 제1 이동부(334) 및 상기 제1 이동부(334)와 결합하여 상기 제1 이동부(334)를 수직하게 회전한 기판(10)으로 진입시키기 위하여 상기 x 축 또는 상기 y 축 중 어느 하나의 축을 따라 이동시키는 제2 이동부(335)를 포함한다.
이와 같은 상기 회수부(300)를 통하여 상기 기판(10)에 합성된 상기 탄소나노튜브(20)를 회수하는 방법을 간단하게 정리하면, 먼저, 상기 제1 분리부(310)는 상기 탄소나노튜브(20)가 합성된 기판(10)을 상기 기판 이송부(240)으로부터 이송 받는다.
이어, 상기 제1 분리부(310)는 상기 힌지부(312)의 회전을 통해 상기 기판(10)을 회전시켜 일차적으로 상기 기판(10)으로부터 분리하여 상기 제1 회수 용 기(320)에 상기 탄소나노튜브(20)를 떨어뜨린다. 이어, 상기 제2 분리부(330)의 상기 접촉 가능한 부재(331)를 회전한 기판(10)의 상단에 접촉하도록 상기 제1 및 제2 이동부(334, 335)를 통해 이동시킨다.
이어, 상기 접촉 가능한 부재(331)를 상기 제1 이동부(334)에 의해 하부로 이동시키면서 잔류하는 상기 탄소나노튜브(20)를 이차적으로 상기 기판(10)으로부터 분리하여 상기 제1 회수 용기(320)에 떨어뜨린다. 이어, 상기 접촉 가능한 부재(331)를 상기 기판(10)으로부터 이격시킨다. 마지막으로, 상기 제1 회수 용기(320)를 외부로 분리하여 회수된 상기 탄소나노튜브(20)를 위한 전용 용기에 보관한다.
이와 같이, 상기 회수부(300)는 상기 제1 분리부(310) 및 상기 제2 분리부(330)를 통하여 상기 기판(10)에 합성된 상기 탄소나노튜브(20)를 자동적으로 모두 회수할 수 있다.
상기 도포부(400)는 호퍼(410), 선별부(420), 진동부(430) 및 제2 회수 용기(440)를 포함한다. 상기 호퍼(410)는 상기 제2 프레임(500)의 상부에 설치된다. 상기 호퍼(410)에는 외부로부터 상기 촉매(30)가 공급되어 저장된다. 상기 호퍼(410)는 저장된 상기 촉매(30)를 하부로 방출한다.
상기 선별부(420)는 상기 호퍼(410)의 하부에 설치된다. 상기 선별부(420)는 수납할 수 있는 용기 형태로 이루어지며, 상기 호퍼(410)로부터 방출된 상기 촉매(30)를 상기 x 축 또는 상기 y 축 중 어느 하나의 방향으로 흘려보내기 위하여 경사지게 설치된다.
상기 선별부(420)는 상기 호퍼(410)로부터 방출된 상기 촉매(30) 중 특정 크기를 선별하여 하부로 방출한다. 이를 위해, 상기 선별부(420)는 특정 크기를 선별하기 위한 메쉬망(422)을 포함할 수 있다. 이에, 상기 선별부(420)의 하부에는 상기 회수부(300)에서 상기 탄소나노튜브(20)가 회수된 기판(10)이 일정한 속도로 이동한다. 이로써, 상기 선별부(420)의 하부에서 이동하는 상기 기판(10)에는 상기 메쉬망(422)의 크기보다 작은 크기의 상기 촉매(30)가 선별되어 도포된다.
상기 진동부(430)는 상기 선별부(420)의 하부에 결합된다. 상기 진동부(430)는 자체적으로 발생되는 진동을 상기 선별부(420)에 전달한다. 즉, 상기 진동부(430)는 상기 선별부(420)에서 상기 촉매(30)가 분산되도록 하면서 상기 선별부(420)에서의 상기 촉매(30)의 흐름을 촉진시킨다. 결과적으로, 상기 진동부(430)는 상기 선별부(420)의 메쉬망(422)을 통해 상기 촉매(30)가 일정한 량으로 방출되도록 하여 상기 선별부(420)의 하부에서 이동하는 상기 기판(10)에 균일한 두께의 촉매(30)를 도포시킬 수 있다.
상기 제2 회수 용기(440)는 상기 선별부(420)의 하부에서 이동하는 상기 기판(10)의 하부에 설치된다. 상기 제2 회수 용기(440)는 상기 선별부(420)로부터 방출되어 미쳐 상기 기판(10)에 도포되지 못한 상기 촉매(30)를 회수한다. 상기 제2 회수 용기(440)에 회수된 상기 촉매(30)는 다시 상기 호퍼(410)에 공급하여 자재 소모로 인하여 발생되는 제조 원가 상승을 방지할 수 있다.
한편, 탄소나노튜브 합성 시스템(1000)은 상기 시스템 챔버(100)에 내에 설치된 보관부(600)를 더 포함한다.
상기 보관부(600)는 상기 탄소나노튜브(20)가 합성된 기판(10), 상기 탄소나노튜브(20)의 합성을 위하여 상기 촉매(30)가 도포된 기판(10) 또는 외부로부터 반입되어 상기 촉매(30)를 도포하기 위한 기판(10)을 임시로 보관한다. 이는, 상기 기판(10)들이 상기 회수부(300) 및 상기 도포부(400)에서 처리되는 시간과 반응 챔버(210)에서 상기 탄소나노튜브(20)를 합성하는 시간이 차이가 있기 때문이다. 한편, 상기 보관부(600)에 보관되는 상기 기판(10)들은 기판 이송부(240)으로부터 이송되거나, 외부의 다른 이송부로부터 이송될 수 있다.
이하, 상기 보관부(600)는 도 9 및 도 10을 참조하여 상세하게 설명하고자 한다.
도 9는 도 1에 도시된 탄소나노튜브 합성 시스템의 보관부를 나타낸 사시도이고, 도 10은 도 9에 도시된 보관부의 카셋부에 기판들이 보관된 상태를 나타낸 도면이다.
도 1, 도 9 및 도 10을 참조하면, 보관부(600)는 카셋부(610), 제3 회수 용기(620) 및 감지부(630)를 포함한다.
상기 카셋부(610)에는 상기 탄소나노튜브(20)가 합성된 기판(10) 또는 상기 탄소나노튜브(20)의 합성을 위하여 상기 촉매(30)가 도포된 기판(10)을 다수 보관하기 위한 보관 공간들이 형성된다.
일 예로, 상기 카셋부(610)는 상부에 상기 탄소나노튜브(20)가 합성된 기판(10)을 보관하는 제1 보관 공간들을 약 6개 형성하기 위한 제1 돌기(612)들이 형성될 수 있다. 또한, 상기 카셋부(610)는 하부에 상기 탄소나노튜브(20)의 합성을 위하여 상기 촉매(30)가 도포된 상기 기판(10) 또는 상기 촉매(30)를 도포하기 위한 기판(10)을 보관하는 제2 보관 공간들이 약 6개 형성하기 위한 제2 돌기(614)들이 형성될 수 있다. 여기서, 상기 탄소나노튜브(20)의 높이로 인해 상기 제1 돌기(612)들의 간격을 상기 제2 돌기(614)들의 간격보다 더 넓게 형성할 필요성이 있다.
상기 제3 회수 용기(620)는 상기 카셋부(610)의 하부에 설치된다. 상기 제3 회수 용기(620)는 상기 탄소나노튜브(20)가 합성된 기판(10)이 상기 카셋부(610)로 반입되거나, 상기 카셋부(610)로부터 반출될 때 상기 카셋부(610)와의 마찰로 인하여 떨어지는 탄소나노튜브(20)를 회수하여 이때 발생될 수 있는 상기 탄소나노튜브(20)의 낭비를 방지할 수 있다.
상기 감지부(630)는 상기 카셋부(610)에 형성된다. 상기 감지부(630)는 상기 보관 공간들에 보관되는 상기 기판(10)의 존재 여부를 감지한다. 즉, 상기 감지부(630)는 상기 제1 및 제2 보관 공간들에 실질적으로 상기 기판(10)들이 보관되었는지를 감지한다. 이로써, 기판 이송부(240)가 상기 제1 및 제2 보관 공간들 중 어느 위치로 이동하여 이송 작업을 수행하여야 하는지를 자동적으로 제어할 수 있다.
이와 같은 전체 구성에 있어서, 상기 기판 이송부(240)는 보트 이송부(230), 처리부 및 상기 보관부(600)의 사이에서 그 이송 작업을 수행하므로, 시스템 챔버(100)의 중앙부에 설치하고, 상기의 다른 구성을 그 주위에 설치할 수 있다.
한편, 탄소나노튜브 합성 시스템(1000)은 반응 챔버(210)의 히터부(214), 상기 보트 이송부(230), 상기 기판 이송부(240)를 제어하기 위하여 하나로 통합된 제 어부(700)를 더 포함할 수 있다. 이로써, 상기 탄소나노튜브(20)는 하나로 통합된 상기 제어부(700)를 통하여 그 제어를 더 효율적으로 진행할 수 있다.
앞서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술분야에 통상의 지식을 갖는 자라면 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
상술한 본 발명은 탄소나노튜브를 합성하기 위한 시스템에서 기판을 보트 단위로 이송하여 전체적인 공정 효율을 향상시키는데 이용할 수 있다.
도 1 본 발명의 일 실시예에 따른 탄소나노튜브 합성 시스템을 나타낸 개략적인 구성도이다.
도 2는 도 1에 도시된 탄소나노튜브 합성 시스템의 외관을 나타낸 사시도이다.
도 3은 도 1에 도시된 탄소나노튜브 합성 시스템의 보트 이송부를 통해 보트가 반응 챔버의 내부로 완전히 이송된 상태를 나타낸 도면이다.
도 4는 도 3의 보트와 보트 이송부를 나타낸 사시도이다.
도 5는 도 4의 보트와 보트 이송부를 옆에서 바라본 도면이다.
도 6은 도 1에 도시된 탄소나노튜브 합성 시스템의 기판 이송부를 나타낸 사시도이다.
도 7은 도 1에 도시된 탄소나노튜브 합성 시스템의 도포부 및 회수부를 나타낸 사시도이다.
도 8은 도 7의 도포부 및 회수부를 옆에서 바라본 도면이다.
도 9는 도 1에 도시된 탄소나노튜브 합성 시스템의 보관부를 나타낸 사시도이다.
도 10은 도 9에 도시된 보관부의 카셋부에 기판들이 보관된 상태를 나타낸 도면이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10 : 기판 20 : 탄소나노튜브
30 : 촉매 100 : 시스템 챔버
200 : 탄소나노튜브 합성 장치 210 : 반응 챔버
220 : 보트 230 : 보트 이송부
240 : 기판 이송부 250 : 차단부
300 : 회수부 310 : 제1 분리부
320 : 제1 회수 용기 330 : 제2 분리부
400 : 도포부 600 : 보관부
700 : 제어부 1000 : 탄소나노튜브 합성 시스템

Claims (19)

  1. 탄소나노튜브를 합성하기 위한 합성 공간 외부에 기판의 적재가 가능한 보트를 마련하는 단계;
    상기 보트에 상기 기판을 적재시키는 단계;
    상기 기판이 적재된 보트를 상기 합성 공간으로 이송하는 단계; 및
    상기 합성 공간으로 이송된 기판을 대상으로 상기 탄소나노튜브를 합성하는 단계를 포함하는 탄소나노튜브 합성 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 보트는 상기 기판을 다수매로 적재가 가능하게 다단 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 탄소나노튜브 합성 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 탄소나노튜브를 합성하는 단계 이후에, 상기 탄소나노튜브의 합성이 이루어진 기판이 적재된 보트를 상기 합성 공간으로부터 외부로 이송하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 탄소나노튜브 합성 방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 기판이 적재된 보트를 상기 합성 공간으로 이송하는 단계 이후에, 상기 합성 공간을 외부로부터 차단하는 것을 특징으로 하는 탄소나노튜브 합성 방법.
  5. 탄소나노튜브를 합성하기 위한 공간을 제공하는 반응 챔버;
    상기 탄소나노튜브를 합성하기 위한 기판이 적재되는 보트;
    상기 반응 챔버의 외부에 설치되고, 상기 반응 챔버의 외부에 위치하는 상기 보트에 상기 기판을 적재하는 기판 이송부; 및
    상기 반응 챔버의 외부로부터 상기 반응 챔버의 내부로 상기 보트를 이송하거나, 상기 반응 챔버의 내부로부터 상기 반응 챔버의 외부로 상기 보트를 이송하는 보트 이송부를 포함하는 탄소나노튜브 합성 장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 보트는 상기 기판을 다수매로 적재가 가능하게 다단 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 탄소나노튜브 합성 장치.
  7. 제5항에 있어서, 상기 보트 이송부는
    상기 보트의 일측면에 결합하는 결합부;
    상기 결합부의 이송을 가이드하는 가이드부; 및
    상기 결합부를 구동시켜 상기 결합부에 결합된 보트를 상기 반응 챔버의 내부로 또는 외부로 이송시키는 구동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 탄소나노튜브 합성 장치.
  8. 제7항에 있어서, 상기 결합부의 이송에 의하여 상기 보트가 상기 반응 챔버의 내부로 이송할 때 상기 반응 챔버를 외부와 차단시키는 차단부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 탄소나노튜브 합성 장치.
  9. 제8항에 있어서, 상기 차단부는 상기 결합부와 일체형으로 형성되는 것을 특징으로 하는 탄소나노튜브 합성 장치.
  10. 제5항에 있어서, 상기 기판 이송부는
    상기 보트에 적재된 기판을 안착하여 평면적으로 회전하면서 이송하는 제1 이송부;
    상기 제1 이송부와 결합되어 상기 제1 이송부를 상하로 이송시키는 제2 이송부;
    상기 제2 이송부와 결합되어 상기 제2 이송부를 좌우로 이송시키는 제3 이송부; 및
    상기 제1, 제2 및 제3 이송부 각각을 구동시키는 구동부를 포함하는 것을 특징으로 탄소나노튜브 합성 장치.
  11. 탄소나노튜브를 합성하기 위한 공간을 제공하고, 외부로부터 반응 가스가 주입되는 반응 챔버;
    상기 탄소나노튜브를 합성하기 위하여 상기 반응 가스와 반응하는 촉매를 도포한 기판이 적재되는 보트;
    상기 반응 챔버의 외부에 설치되고, 상기 반응 챔버의 외부에 위치하는 상기 보트에 상기 기판을 적재하는 기판 이송부;
    상기 반응 챔버의 외부로부터 상기 반응 챔버의 내부로 상기 보트를 이송하거나, 상기 반응 챔버의 내부로부터 상기 반응 챔버의 외부로 상기 보트를 이송하는 보트 이송부;
    상기 기판 상에 촉매를 도포하는 도포부; 및
    상기 기판 상에 합성된 탄소나노튜브를 상기 기판으로부터 분리 회수하는 회수부를 포함하는 탄소나노튜브 합성 시스템.
  12. 제11항에 있어서, 상기 도포부와 상기 회수부는 그 배치가 상하 적층 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 탄소나노튜브 합성 시스템.
  13. 제11항에 있어서, 상기 도포부는
    상기 촉매를 저장하면서 방출하는 호퍼;
    상기 호퍼로부터 방출된 촉매를 크기에 따라 선별하여 하부에서 이동하는 기판으로 방출하는 선별부; 및
    상기 선별부에 결합되고, 상기 호퍼로부터 방출된 촉매를 분산시키기 위해 상기 선별부를 진동시키는 진동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 탄소나노튜브 합성 시스템.
  14. 제11항에 있어서, 상기 회수부는
    상기 탄소나노튜브가 합성된 기판을 수직하게 회전시켜 상기 탄소나노튜브를 상기 기판으로부터 분리시키는 제1 분리부;
    상기 회전된 기판에 잔류하는 탄소나노튜브를 분리시키는 제2 분리부; 및
    상기 제1 및 제2 분리부의 하부에서 상기 분리된 탄소나노튜브를 회수하는 회수 용기를 포함하는 것을 특징으로 하는 탄소나노튜브 합성 시스템.
  15. 제14항에 있어서, 상기 제2 분리부는 상기 기판에 접촉 가능한 부재를 사용하여 상기 기판에 물리적 힘을 가함으로써 상기 기판에 잔류하는 탄소나노튜브를 상기 기판으로부터 분리시키는 것을 특징으로 하는 탄소나노튜브 합성 시스템.
  16. 제11항에 있어서, 상기 반응 챔버, 상기 제1 이송부, 상기 제2 이송부 및 상기 도포부 및 상기 회수부가 내부에 설치되도록 하여 이들을 외부로부터 차단하는 시스템 챔버를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 탄소나노튜브 합성 시스템.
  17. 제16항에 있어서, 상기 시스템 챔버는 상부에 내부에 주입되는 불활성 가스를 하부로 유도하기 위한 유도팬이 형성되는 것을 특징으로 하는 탄소나노튜브 합성 시스템.
  18. 제16항에 있어서, 상기 시스템 챔버 내에 설치되어 상기 기판을 임시로 보관하는 보관부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 탄소나노튜브 합성 시스템.
  19. 제18항에 있어서, 상기 보관부는 상기 탄성나노튜브가 합성된 기판으로부터 일부 상기 탄소나노튜브가 분리될 때, 상기 분리된 탄소나노튜브를 회수하기 위한 회수 용기를 포함하는 것을 특징으로 하는 탄소나노튜브 합성 시스템.
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