KR101127742B1 - 레이저를 이용한 그래핀 제조방법, 이에 의하여 제조된 그래핀, 이를 위한 제조장치 - Google Patents

레이저를 이용한 그래핀 제조방법, 이에 의하여 제조된 그래핀, 이를 위한 제조장치 Download PDF

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Abstract

레이저를 이용한 그래핀 제조방법, 이에 의하여 제조된 그래핀, 이를 위한 제조장치가 제공된다.
본 발명에 따른 레이저를 이용한 그래핀 제조방법은 실리콘층 및 실리콘 산화물층이 순차적으로 적층된 기판에 탄소를 함유하는 반응가스를 접촉시키는 단계; 반응가스와 접촉하는 기판에 레이저 빔을 조사하여, 상기 반응가스를 분해시키는 단계를 포함하며, 상기 반응가스의 분해에 따라 상기 기판 상에는 그래핀이 성장하는 것을 특징으로 하며, 본 발명의 그래핀 제조방법에 따르면, 나노초 이상의 펄스를 가지는 레이저 빔을 이용, 펨토초 수준의 분해속도를 갖는 탄소함유 기체(메탄)를 분해시킨다. 이에 따라 대면적으로 그래핀을 성장, 제조할 수 있으며, 더 나아가 원하는 기판 영역으로만 레이저를 선택적으로 조사함으로써 원하는 패턴의 그래핀을 제조할 수 있다.

Description

레이저를 이용한 그래핀 제조방법, 이에 의하여 제조된 그래핀, 이를 위한 제조장치{Method for manufacturing graphene, graphene manufactured by the same, manufacturing device for the same}
본 발명은 레이저를 이용한 그래핀 제조방법, 이에 의하여 제조된 그래핀, 이를 위한 제조장치에 관한 것으로, 보다 상세하게 레이저 빔을 이용하여 국소적 고온영역을 나노초 단위로 형성하여 실리콘 산화물층 또는 금속층 상에 원하는 패턴의 그래핀을 제조할 수 있는, 레이저를 이용한 그래핀 제조방법, 이에 의하여 제조된 그래핀, 이를 위한 제조장치에 관한 것이다.
그래핀(graphene)은 탄소원자가 2차원(2D) 격자 내로 채워진 평면 단일층 구조를 의미하며, 이것은 모든 다른 차원구조의 흑연(graphite) 물질의 기본 구조를 이룬다. 즉, 상기 그래핀은 0차원 구조인 풀러린(fullerene), 1차원 구조인 나노튜브 또는 3차원 구조로 적층된 흑연의 기본 구조가 될 수 있다. 2004년 Novoselev 등은 SiO2/Si 기판의 상부 상에서 프리-스탠딩 그래핀 단일층을 수득하였다고 보고하였으며, 이것은 기계적인 미세 분할법에 의하여 실험적으로 발견되었다.
최근 많은 연구그룹들이 그래핀이 갖는 허니콤(벌집) 형태의 결정 구조, 두 개의 상호침투하는 삼각 형태의 하위 격자 구조, 및 하나의 원자 크기에 해당하는 두께 등에 의하여 그래핀이 특이한 물리적 특성(예를 들면 제로 밴드갭)을 보이는 점에 주목한다. 또한 그래핀은 특이한 전하 운송 특성을 갖는데, 이로 인하여 그래핀은 종래에는 관찰되지 않았던 독특한 현상을 보여준다. 예를 들면, 반정수 양자 홀 효과 및 바이폴라 초전류 트랜지스터 효과 등이 그 예이며, 이 또한 상기 설명한 그래핀의 특유한 구조에 기인하는 것으로 여겨진다.
이와 같은 그래핀 단일층은 면저항이 작아 전도성 물질, 예를 들면 ITO와 같은 투명전도성 산화막을 대체할 수 있는 전극물질로 여겨지고 있다. 또한, 고품질의 단일층 그래핀을 성장시키고, 그 밴드 갭을 제어할 수 있다면, 그래핀은 실리콘을 대체할 수 있는 차세대 반조체 소자로서도 활용될 수 있다.
하지만, 그래핀 단일층을 대면적으로 균일하게 제조, 형성하는 것은 상당히 어려운 난제이다.
현재 그래핀의 제조방법은 액상에서 그래핀 산화물 필름을 제조한 후, 이를 환원시키는 액상 방식과 고온의 챔버에서 메탄, 수소가스를 공급하는 기상 방식이 있다. 하지만, 고온의 온도조건이 요구되고, 또한 대면적의 그래핀(단일층)을 제조하기 어렵다는 문제가 있다.
따라서, 본 발명이 해결하려는 과제는 대면적의 그래핀 제조가 가능한 그래핀 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하려는 또 다른 과제는 상술한 방법에 의하여 제조된 그래핀을 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하려는 또 다른 과제는 대면적의 그래핀 제조가 가능한 그래핀 제조장치를 제공하는 것이다.
상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 그래핀 제조방법으로, 상기 방법은 기판에 탄소를 함유하는 반응가스를 접촉시키는 단계; 반응가스와 접촉하는 기판에 레이저 빔을 조사하여, 상기 반응가스를 분해시키는 단계를 포함하며, 상기 반응가스의 분해에 따라 상기 기판 상에는 그래핀이 성장하는 것을 특징으로 하는 그래핀 제조방법을 제공한다.
본 발명의 일 실시예에서 상기 기판은 금속촉매층이 없으며, 또 다른 일 실시예에서 상기 기판은 상부층으로 실리콘 산화물층을 포함한다.
본 발명의 일 실시예에서 상기 레이저 빔은 기판의 일 영역에 조사되며, 레이저 빔이 조사된 상기 일 영역에서 그래핀이 성장한다.
또한, 상기 기판의 이동에 따라 상기 레이저 빔에 의하여 그래핀이 성장하는 영역이 이동되거나, 상기 레이저 빔의 이동에 따라 상기 레이저 빔에 의하여 그래핀이 성장하는 영역이 이동될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서 상기 그래핀 성장 단계의 온도는 900 내지 2000℃이며, 상기 반응가스는 메탄, 수소 및 불활성가스의 혼합 가스이며, 메탄은 상기 조사되는 레이저 빔에 의하여 분해되어, 그래핀 성장을 위한 탄소를 공급한다.
본 발명의 일 실시예에서 상기 레이저 빔은 엑시머 레이저 또는 고체 레이저이다.
상기 과제를 해결하기 위하여 본 발명은 그래핀 제조방법으로, 상기 방법은 촉매금속층을 상부층으로 포함하는 기판에 탄소를 함유하는 반응가스를 접촉시키는 단계; 반응가스와 접촉하는 기판에 레이저 빔을 조사하여, 상기 반응가스를 분해시키는 단계를 포함하며, 상기 반응가스의 분해에 따라 상기 기판 상에는 그래핀이 성장하는 것을 특징으로 하는 그래핀 제조방법을 제공한다.
본 발명의 일 실시예에서 상기 기판은 실리콘 기판 또는 구리 포일(foil)이며, 레이저 빔은 기판의 일 영역에 조사되며, 레이저 빔이 조사된 상기 일 영역에서 그래핀이 성장한다. 또한, 기판의 이동에 따라 상기 레이저 빔에 의하여 그래핀이 성장하는 영역이 이동되거나, 상기 레이저 빔의 이동에 따라 상기 레이저 빔에 의하여 그래핀이 성장하는 영역이 이동된다. 이때,
그래핀 성장 단계의 온도는 900 내지 2000℃이며, 상기 반응가스는 메탄, 수소 및 불활성가스의 혼합 가스이며, 여기에서 메탄은 상기 조사되는 레이저 빔에 의하여 분해되어, 그래핀 성장을 위한 탄소를 공급한다.
본 발명의 일 실시예에서 상기 레이저 빔은 엑시머 레이저 또는 고체 레이저이다.
본 발명은 상기 또 다른 과제를 해결하기 위하여, 상술한 방법에 의하여 제조된 그래핀을 제공한다.
본 발명은 상기 또 다른 과제를 해결하기 위하여, 그래핀 제조장치로서,
그래핀이 성장되는 기판이 내부에 적치되는 챔버; 상기 챔버에 구비되어, 상기 챔버 내부로 탄소를 함유하는 반응가스를 주입하기 위한 주입수단; 챔버에 적치된 상기 기판에 레이저 빔을 조사하는 레이저 빔 조사 수단; 및 상기 레이저 빔 조사 수단 또는 기판을 이동시키는 이동수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 그래핀 제조장치를 제공한다. 본 발명의 일 실시예에서 상기 챔버에는 상기 기판이 놓이는 플레이트가 구비되며, 상기 플레이트는 기판을 가열시키기 위한 가열 수단을 포함하며, 상기 반응가스는 메탄, 수소 및 불활성가스의 혼합 가스이며, 여기에서 메탄은 상기 조사되는 레이저 빔에 의하여 분해되어, 그래핀 성장을 위한 탄소를 공급한다. 또한 상기 이동수단에 의하여 기판에 대한 상기 레이저 빔의 조사영역은 순차적으로 이동하며, 이에 따라 연속적으로 그래핀이 기판에서 성장할 수 있다.
본 발명의 그래핀 제조방법에 따르면, 나노초 이상의 펄스를 가지는 레이저 빔을 이용, 펨토초 수준의 분해속도를 갖는 탄소함유 기체(메탄)를 분해시킨다. 이에 따라 대면적으로 그래핀을 성장, 제조할 수 있으며, 더 나아가 원하는 기판 영역으로만 레이저를 선택적으로 조사함으로써 원하는 패턴의 그래핀을 제조할 수 있다.
도 1 내지 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 그래핀 제조방법의 단계도이다.
도 10 내지 14는 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 그래핀 제조방법의 단계도이다.
도 15 내지 17은 본 발명의 일 실시예에 따른 그래핀 제조장치에 따른 레이저 빔과 기판을 설명하는 모식도이다.
이하, 본 발명의 도면을 참조하여 상세하게 설명하고자 한다. 다음에 소개되는 실시예들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 따라서 본 발명은 이하 설명된 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 그리고 도면들에 있어서, 구성요소의 폭, 길이, 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수도 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다. 또한, 본 명세서 전반에 걸쳐 표시되는 약어는 본 명세서 내에서 별도의 다른 지칭이 없다면 당업계에서 통용되어, 이해되는 수준으로 해석되어야 한다.
본 발명은 메탄 및 수소를 포함하는 반응가스를 레이저 빔으로 분해시키는 방식으로 기판상에 그래핀(층)을 제조한다. 즉, 메탄 가스의 열분해 속도가 수 펨토초인 점을 고려하여, 이보다 긴 시간의 펄스 주기(나노 초)의 레이저 빔을 이용하여, 효과적인 반응가스(즉, 그래핀 성장용 챔버 주입가스)의 분해를 발생시킨다. 더 나아가, 작은 폭의 레이저 빔을 이용, 정밀한 기판 조사 영역의 제어가 가능하므로, 대면적으로 균일한 그래핀을 제조할 수 있다.
이하 도면을 이용하여 본 발명에 따른 그래핀 제조방법을 보다 상세히 설명한다.
도 1 내지 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 그래핀 제조방법의 단계도이다.
도 1 및 2를 참조하면, 상부층으로 실리콘산화물층을 포함하는 기판이 개신된다. 보다 구체적으로는 상기 기판은 하부기판(101) 상에 실리콘 산화물층(102)이 적층된 구조일 수 있으나, 본 발명의 범위는 이에 제한되지 않는다. 또한, 본 발명의 일 실시예에서 상기 하부기판(101)은 실리콘 기판이었으나, 구리 포일(foil) 등도 사용될 수 있으며, 상기 기판은 그래핀 단일층이 성장하는 하부 지지 기판으로 기능한다.
도 3을 참조하면, 상기 기판, 보다 정확하게는 실리콘 산화물층(102)에 탄소를 포함하는 반응가스를 흘림으로써, 반응가스를 실리콘 산화물층(102)에 접촉시킨다. 본 발명의 일 실시예에서 상기 반응가스는 메탄(CH4), 수소(H2) 및 아르곤(Ar)과 같은 불활성가스를 포함한다. 여기에서, 메탄은 그래핀 성장을 위한 탄소를 공급하며, 수소는 환원분위기를 통하여, 그래핀의 산화를 방지한다. 이후, 반응가스와 접촉하는 기판에 대한 레이저 빔 조사를 진행한다. 이로써 조사되는 레이저 빔에 의하여 해당 기판 영역과 접촉하는 반응가스, 특히 반응가스의 탄소함유 기체종(메탄)은 분해되고, 이에 따라 그래핀이 레이저 빔이 조사된 영역에서만 성장한다.이로써 펨토초 수준의 분해속도를 갖는 메탄 가스는 나노초 수준의 레이저 빔 조사에 의하여 기판(실리콘 산화물층)상에서 효과적으로 분해되어, 탄소가 기판위에 적층된다. 본 발명의 일 실시예에서 상기 레이저 빔의 파워는 2 내지 100W 수준이었고, 레이저 빔의 라인 폭은 2 내지 4㎛, 길이는 수 센티미터 수준이었다. 하지만, 본 발명의 범위는 상술한 레이저 빔의 종류와 조건에 제한되지 않으며, 고체 레이저 등도 사용될 수 있다. 레이저 빔의 조사에 따라 레이저 빔이 조사된 기판 영역은 900 내지 2000℃로 상승하며, 이에 따라 온도 상승된 기판과 접촉하는 반응가스의 메탄가스는 분해된다. 따라서, 본 발명에서 사용된 레이저 빔의 범위는 그 종류와 치수에 관계없이 조사된 기판의 온도를 900 내지 2000℃ 수준으로 상승시킬 수 있는 임의의 모든 레이저 빔을 다 포함한다.
도 4를 참조하면, 레이저 빔 조사에 따라 기판의 일 영역에서 그래핀(104)이 성장하며, 이는 상술한 바와 같다.
도 5 및 6을 참조하면, 레이저 빔이 조사되어 그래핀이 성장한 기판의 일 영역 이외의 타 영역으로 레이저 빔이 조사된다. 즉, 본 발명은 기판에 조사되는 레이저 빔을 이동시킴으로써, 그래핀(104)의 성장, 적층 영역을 이동시키는데, 이를 위하여 레이저 빔이 이동하거나 또는 기판 자체가 이동하는 방식 모두 가능하다. 도 5 및 6에서는 그래핀(104)이 성장한 영역의 오른쪽 영역으로 레이저 빔을 조사한다. 특히 본 발명에 따른 그래핀 제조방법은 레이저 빔이 가지는 작은 라인 폭 때문에, 그래핀 성장 영역의 정밀한 제어가 가능하다는 장점이 있다. 따라서, 도 6에서 도시된 바와 같이 2회의 레이저 빔 조사에 따라 수평으로 성장한 그래핀(104)이 기판에 형성되며, 이로써 대면적의 그래핀이 제조가능하다.
도 7 및 8을 레이저가 이전에 조사되지 않은 기판의 또 다른 일 영역에 레이저 빔을 조사하여, 기판(실리콘 산화물층(102))상에서 그래핀층(104)을 넓히는 과정을 설명하는 도면이다. 즉, 레이저 빔의 조사 횟수가 증가함에 따라 기판 위에 형성되는 그래핀은 점차 커지게 된다. 도 9를 참조하면, 이러한 방식으로 레이저 빔의 조사 영역을 달리하여, 횟수를 증가시킴에 따라 기판의 대부분에서 그래핀(104)이 형성된다.
이와 같이 본 발명에 따른 방법으로, 실리콘 산화물층(102) 위에서 선택적으로 분해된 메탄가스에 의하여 단일층의 그래핀(104)이 대면적으로 성장할 수 있으며, 이에 따라 전극재료, 반도체 소자로 활용가능한 그래핀(104)이 제조될 수 있다.
본 발명의 또 다른 일 실시예는 촉매금속층을 상부층으로 포함하는 기판과 반응가스를 접촉시키고, 이후 상기 반응가스를 레이저 빔으로 분해시킴으로써 그래핀을 촉매금속층상에서 성장시킨다. 이 경우, 촉매금속층은 조사되는 레이저 빔과 함께 반응가스의 분해를 촉진시키는 촉매로 기능할 수 있으며, 상기 촉매금속층의 물질은 니켈 또는 구리일 수 있다.
도 10 내지 14는 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 그래핀 제조방법의 단계도이다.
도 10을 참조하면, 촉매금속층(203)을 상부층으로 포함하는 기판이 개시된다. 본 발명의 일 실시예에서 상기 기판은 하부기판(201) / 실리콘산화물층(202) / 촉매금속층(203) 구조를 가진다. 하지만, 하부 기판 위 적층구조는 금속(예를 들면 구리) 포일로 대체될 수 있다.
도 11을 참조하면, 상기 하부기판(201) 상에 실리콘산화물층(202)이 적층되고, 상기 실리콘산화물층(202) 상에는 촉매금속층(203)이 적층된다. 즉, 본 실시예는 이전 실시예예와 달리 촉매금속층(203)을 기판 상부층으로 적층시킴으로써, 기판과 반응가스의 접촉면을 촉매금속층(203)으로 구성한다. 이로써 메탄 등의 탄소함유 기체의 신속한 분해가 가능하고, 그래핀(204)이 기판상에 효과적으로 성장할 수 있다.
도 12 및 13을 참조하면, 엑시머 레이저 또는 고체 레이저 방식의 레이저 빔이 기판(보다 정확하게는 기판의 상부 촉매금속층(203))의 일 영역에 조사되며, 레이저 빔이 조사된 상기 일 영역에서 그래핀(204)이 성장하게 된다. 이때 상기 기판의 촉매금속층(203)은 메탄, 수소 및 아르곤(Ar)으로 이루어진 반응가스와 접촉한 상태이다. 반응가스 중 메탄은 짧은 분해속도를 가지므로, 나노초 시간의 레이저 빔 조사에 의하여 효과적으로 분해되며, 촉매금속층(103)에서 그래핀으로 성장하며, 이때 기판의 가열 온도는 900 내지 2000℃ 수준이다.
이와 같이 레이저 빔을 기판의 특정 영역에 국소적으로 조사하는 본 발명의 경우, 레이저 빔의 제어를 통하여, 원하는 기판 영역에서 그래핀(204)을 선택적으로 성장, 제조할 수 있다. 이를 위하여, 레이저 빔이 조사되는 기판 또는 레이저 빔은 사용자에 의하여 이동가능한 것이 바람직하다. 이와 같은 기판의 상이한 영역에 대한 복수 회 레이저 빔 조사에 의하여, 도 14에서 도시한 바와 같이 기판 전면에 형성된 대면적의 단일층 그래핀(204)을 제조할 수 있다.
본 발명은 레이저 빔에 의하여 그래핀을 선택적으로 성장시키므로, 기판의 원하는 영역(예를 들면 반도체 소자를 제조하거나, 전도성 전극을 제조하는 경우)에만 레이저 빔을 조사함으로써 기판 상에서 불연속적인 복수 개의 그래핀 소자를 용이하게 성장, 제조할 수 있다.
도 15 및 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 그래핀의 선택적 성장을 나타내는 도면이다.
도 15 및 16을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따라 레이저 빔을 불연속적으로 동시에 또는 순차적으로 조사함으로써 서로 이격된 그래핀층을 기판상에 성장시킬 수 있다. 이 경우, 전극을 연결시키는 반도체 소자로서 그래핀이 효과적으로 기능할 수 있다.
본 발명은 상술한 또 다른 과제를 해결하기 위하여, 레이저 빔에 기반한 그래핀 제조장치를 제공한다.
도 15 내지 17은 본 발명의 일 실시예에 따른 그래핀 제조장치에 따른 레이저 빔과 기판을 설명하는 모식도이다.
도 15를 참조하면, 본 발명에 따른 그래핀 제조장치는 그래핀이 성장하는 기판(11)에 레이저 빔을 조사하기 위한 레이저 빔 조사 수단(12)를 포함한다. 상기 레이저 빔에 의하여 조사되는 레이저 빔은 기판에 다양한 패턴으로 조사될 수 있으며, 도 15에 도시된 레이저 빔 패턴으로 본 발명의 범위가 제한되지 않는다. 레이저 빔이 조사되는 기판은 레이저 빔 조사 수단(12)가 구비된 챔버 내부에 적치된다. 여기에서 기판은 실리콘산화물층 또는 촉매금속층을 상부 접촉층으로 포함할 수 있으며, 이는 상술한 바와 같다.
도 16은 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 챔버(13)의 모식도이다.
도 16을 참조하면, 본 발명 일 실시예에 따른 그래핀 제조장치의 챔버(13)는 외부와 차단된 진공 챔버 형태로서, 챔버(13) 외부의 진공라인(미도시)가 연결되는 제 1 홀(15) 및 기판(w)이 놓이는 플레이트(17)을 포함한다. 상기 플레이트(17)에는 기판의 온도를 상승시킬 수 있는 가열수단(미도시)이 더 구비될 수 있으며, 이로써 레이저 빔에 의한 조사만으로 그래핀을 성장시키는 경우에 비하여 온도상승에 따라 그래핀 특성을 향상시킬 수 있다. 또한, 상기 챔버(13)의 외벽에는 내부에 반응가스를 공급하기 위한 또 다른 제 2 홀(19)이 더 구비된다. 도 17은 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 그래핀 제조장치의 전체 모식도이다.
도 17을 참조하면, 레이저 빔 발생부(21)로부터 생성된 레이저 빔은 광학시스템(23) 및 마스크 스테이지(25)를 거친 후, 기판이 내부에 적치된 챔버(27)로 조사된다. 상기 챔버(27)는 도 15 및 16에서 설명한 챔버(13)에 대응하는 것으로, 별도의 반응가스 공급 시스템이 연결될 수 있다. 본 발명에 따른 그래핀 제조장치는 대면적으로의 그래핀 성장을 위하여, 기판 자체를 이동시키는 수단 또는 레이저 빔을 이동시키는 수단을 더 포함할 수 있다. 이로써 원하는 영역에서의 선택적인 그래핀 성장이 가능하다. 즉, 연속적으로 레이저 빔의 조사 영역을 순차적으로 이동시킴으로써, 대면적 기판에서 연속적인 그래핀 성장을 유도할 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 그래핀 제조장치에 따라 조사시간과 조사영역의 이동속도를 조절하여, 균일한 높이의 그래핀이 2차원적으로 연속 성장할 수 있다. 상기 레이저 빔 이동수단 또는 기판 수단은 당업계에 사용되는 임의의 모든 수단일 수 있으며, 이는 모두 본 발명의 범위에 속한다.
이상 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술 분야의 숙련된 당업자라면 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (23)

  1. 그래핀 제조방법으로, 상기 방법은
    기판에 탄소를 함유하는 반응가스를 접촉시키는 단계;
    반응가스와 접촉하는 기판에 레이저 빔을 조사하여, 상기 반응가스를 분해시키는 단계를 포함하며, 상기 반응가스의 분해에 따라 상기 기판 상에는 그래핀이 성장하는 것을 특징으로 하는 그래핀 제조방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 기판은 금속촉매층이 없는 것을 특징으로 하는 그래핀 제조방법.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 기판은 상부층으로 실리콘 산화물층을 포함하는 것을 특징으로 하는 그래핀 제조방법.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 레이저 빔은 기판의 일 영역에 조사되며, 레이저 빔이 조사된 상기 일 영역에서 그래핀이 성장하는 것을 특징으로 하는 그래핀 제조방법.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 방법은
    상기 기판의 이동에 따라 상기 레이저 빔에 의하여 그래핀이 성장하는 영역이 이동되는 것을 특징으로 하는 그래핀 제조방법.
  6. 제 1항에 있어서, 상기 방법은
    상기 레이저 빔의 이동에 따라 상기 레이저 빔에 의하여 그래핀이 성장하는 영역이 이동되는 것을 특징으로 하는 그래핀 제조방법.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 그래핀 성장 단계의 온도는 900 내지 2000℃인 것을 특징으로 하는 그래핀 제조방법.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 반응가스는 메탄, 수소 및 불활성가스의 혼합 가스이며, 메탄은 상기 조사되는 레이저 빔에 의하여 분해되어, 그래핀 성장을 위한 탄소를 공급하는 것을 특징으로 하는 그래핀 제조방법.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 레이저 빔은 엑시머 레이저 또는 고체 레이저인 것을 특징으로 하는 그래핀 제조방법.
  10. 삭제
  11. 그래핀 제조방법으로, 상기 방법은
    촉매금속층을 상부층으로 포함하는 기판에 탄소를 함유하는 반응가스를 접촉시키는 단계;
    반응가스와 접촉하는 기판에 레이저 빔을 조사하여, 상기 반응가스를 분해시키는 단계를 포함하며, 상기 반응가스의 분해에 따라 상기 기판 상에는 그래핀이 성장하는 것을 특징으로 하는 그래핀 제조방법.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 기판은 실리콘 기판 또는 구리 포일(foil)인 것을 특징으로 하는 그래핀 제조방법.
  13. 제 11항에 있어서,
    상기 레이저 빔은 기판의 일 영역에 조사되며, 레이저 빔이 조사된 상기 일 영역에서 그래핀이 성장하는 것을 특징으로 하는 그래핀 제조방법.
  14. 제 11항에 있어서, 상기 방법은
    상기 기판의 이동에 따라 상기 레이저 빔에 의하여 그래핀이 성장하는 영역이 이동되는 것을 특징으로 하는 그래핀 제조방법.
  15. 제 11항에 있어서, 상시 방법은
    상기 레이저 빔의 이동에 따라 상기 레이저 빔에 의하여 그래핀이 성장하는 영역이 이동되는 것을 특징으로 하는 그래핀 제조방법.
  16. 제 11항에 있어서,
    상기 그래핀 성장 단계의 온도는 900 내지 2000℃인 것을 특징으로 하는 그래핀 제조방법.
  17. 제 11항에 있어서,
    상기 반응가스는 메탄, 수소 및 불활성가스의 혼합 가스이며, 여기에서 메탄은 상기 조사되는 레이저 빔에 의하여 분해되어, 그래핀 성장을 위한 탄소를 공급하는 것을 특징으로 하는 그래핀 제조방법.
  18. 제 11항에 있어서,
    상기 레이저 빔은 엑시머 레이저 또는 고체 레이저인 것을 특징으로 하는 그래핀 제조방법.
  19. 삭제
  20. 그래핀 제조장치로서,
    그래핀이 성장되는 기판이 내부에 적치되는 챔버;
    상기 챔버에 구비되어, 상기 챔버 내부로 탄소를 함유하는 반응가스를 주입하기 위한 주입수단;
    챔버에 적치된 상기 기판에 레이저 빔을 조사하는 레이저 빔 조사 수단; 및
    상기 레이저 빔 조사 수단 또는 기판을 이동시키는 이동수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 그래핀 제조장치.
  21. 제 20항에 있어서,
    상기 챔버에는 상기 기판이 놓이는 플레이트가 구비되며, 상기 플레이트는 기판을 가열시키기 위한 가열 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 그래핀 제조장치.
  22. 제 20항에 있어서,
    상기 반응가스는 메탄, 수소 및 불활성가스의 혼합 가스이며, 여기에서 메탄은 상기 조사되는 레이저 빔에 의하여 분해되어, 그래핀 성장을 위한 탄소를 공급하는 것을 특징으로 하는 그래핀 제조장치.
  23. 제 20항에 있어서,
    상기 이동수단에 의하여 기판에 대한 상기 레이저 빔의 조사영역은 순차적으로 이동하며, 이에 따라 연속적으로 그래핀이 기판에서 성장할 수 있는 것을 특징으로 하는 그래핀 제조장치.
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