KR101210958B1 - Fabrication Method of Ferromagnetic Single Crystal - Google Patents
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Abstract
본 발명에 따른 강자성체 단결정의 제조방법은 수소의 존재 하에 강자성체 박막을 열 활성화(thermally activation)시켜 강자성체 단결정을 제조하는 특징이 있으며, 상세하게는 상기 열 활성화에 의해 상기 강자성체 박막의 표면에너지 최소화를 구동력(driving force)으로 {111}면족, {110}면족, 및 {100}면족 군에서 하나 이상 선택된 저지수면(low index plane)을 표면으로 가지며, 각진 형상을 갖는 다수개의 강자성체 단결정을 제조하는 특징이 있다. The method of manufacturing a ferromagnetic single crystal according to the present invention is characterized by producing a ferromagnetic single crystal by thermally activating the ferromagnetic thin film in the presence of hydrogen, and in detail, driving the surface energy of the ferromagnetic thin film by minimizing the thermal activation. (driving force) has a low index plane selected from the {111} facet, {110} facet, and {100} facet group as a surface, and characterized by producing a plurality of ferromagnetic single crystals having an angular shape have.
강자성체, Co, Ni, Fe, 단결정, 수소, 열처리, 결정화, 재결정 Ferromagnetic, Co, Ni, Fe, Single Crystal, Hydrogen, Heat Treatment, Crystallization, Recrystallization
Description
본 발명은 강자성체 박막을 열 활성화시켜 표면 방향 및 형상이 제어되고 수십 나노미터 내지 수 마이크로미터 크기를 갖는 강자성체 단결정을 제조하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method of thermally activating a ferromagnetic thin film to produce a ferromagnetic single crystal having a controlled surface orientation and shape and a size of several tens of nanometers to several micrometers.
강자성체 물질인 니켈(Ni), 코발트(Co), 철(Fe) 등은 청정에너지 및 나노기술 개발에 있어서 중요한 소재이다. Ni/Cd이나 Ni/Zn과 같은 재사용이 가능한 이차전지의 재료로 사용되기도 하고, 나노크기의 강자성체 입자들은 탄소나노튜브를 제조할 때의 촉매제로 널리 사용되고 있으며, 또한 종횡비가 큰 실리콘 나노기둥 혹은 반도체 나노선을 제작하기 위한 마스크로 이용되기도 한다. 최근에는 Ni 박막이나 Ni 박판(foil) 위에 유망한 신소재로 기대되는 그래핀을 제조하는 기술이 크게 주목받고 있다. Ferromagnetic materials such as nickel (Ni), cobalt (Co) and iron (Fe) are important materials for the development of clean energy and nanotechnology. It is also used as a material for reusable secondary batteries such as Ni / Cd or Ni / Zn, and nano-sized ferromagnetic particles are widely used as catalysts for the production of carbon nanotubes, and also have high aspect ratio silicon nano pillars or semiconductors. It is also used as a mask for manufacturing nanowires. Recently, a technique for producing graphene, which is expected as a promising new material on a Ni thin film or Ni foil, has been attracting much attention.
강자성체 나노입자들은 열처리 또는 화학적 합성에 의해 제조되는데, 열처리 방법으로 제조하는 경우 다결정체의 군집입자가 불규칙한 모양으로 제조되는 한계 가 있으며, 용액 속에서 화학적인 방법으로 합성할 경우에는 합성조건에 매우 민감하게 변하여 재현성이 떨어지고 고순도의 강자성체 합성에 어려움이 있다. Ferromagnetic nanoparticles are manufactured by heat treatment or chemical synthesis, but when manufactured by heat treatment method, there is a limit in that the aggregated particles of polycrystals are made in irregular shape, and when chemically synthesized in solution, they are very sensitive to the synthesis conditions. It is difficult to synthesize high purity ferromagnetic materials due to poor reproducibility.
Pacific Northwest 대학의 Shin 등은 (Y. Shin et al. Mater. Lett. 61, 3215-3217 (2007);) 셀룰로스 나노크리스탈 표면에 침전된 Ni2+를 열적환원시킴으로써, 한편 막스플랑크 연구소의 Bradley 등은 (J. S. Bradley et al. J. Am. Chem. Soc. 122, 4631-4636 (2000);) 수소분위기에서 Ni(COD)2 전구물질(precursor)을 이용하여 콜로이드 상태의 Ni 단결정을 합성하였으나, 단결정 들은 방향성이 없이 불규칙하게 존재하였으며 또한 크기가 10~20 nm 보다 작았다. Pacific Northwest Shin including the University (Y. Shin et al Mater Lett 61 , 3215-3217 (2007);...) By thermally reducing the Ni 2+ precipitate the cellulose nano crystal surface, while the Max Planck Institute including Bradley Silver (JS Bradley et al. J. Am. Chem. Soc. 122, 4631-4636 (2000);) synthesized a colloidal Ni single crystal using Ni (COD) 2 precursor in a hydrogen atmosphere. The single crystals were irregular with no orientation and were smaller than 10-20 nm in size.
강자성체 물질중 Ni의 경우, 강한 산화성으로 인하여 미세 크기의 Ni 단결정 제조는 매우 어렵다고 알려져 있다. 앞의 예와 같이 지금까지 몇몇 그룹들이 여러 가지 방법으로 대표적인 강자성체인 Ni 단결정을 제작한 바 있으나, 수 nm 혹은 20 nm 이하의 크기에 불과하며, 크기가 50 nm 이상인 Ni 단결정 제조 방법에 대해서는 거의 알려진 바가 없다. In the case of Ni in the ferromagnetic material, it is known that the production of fine single size Ni crystals is very difficult due to the strong oxidizing property. As in the previous example, several groups have produced Ni single crystal, a representative ferromagnetic material, in various ways. However, little is known about the method of preparing Ni single crystal having a size of several nm or less than 20 nm and a size of 50 nm or more. There is no bar.
탄소원자들이 벌집모양으로 2차원적으로 배열된 그래핀은 우수한 열적, 전기적 특성 등으로 인하여 실리콘의 많은 부분을 대체할 수 있는 유력한 신소재로 예상되고 있다. 흑연을 한 겹 한 겹 벗겨서 부분적으로 우수한 특성의 그래핀을 얻을 수 있으나, 이 방법으로는 원하는 위치에 원하는 크기와 특성의 그래핀을 배열하는 것이 어려울 뿐만 아니라 대량으로 제작하기에도 부적당하다. Graphene with two-dimensional arrangement of carbon atoms in a honeycomb shape is expected to be a viable new material that can replace much of silicon due to its excellent thermal and electrical properties. It is possible to obtain graphene with excellent properties in part by peeling graphite one by one, but it is not only difficult to arrange graphene of desired size and properties in a desired position, but also unsuitable for mass production.
전기로 속에서 메탄이나 에틸렌을 분해시킨 탄소원자들을 Ni 박막이나 다결 정질(polycrystalline) Ni 박판 위에 재배치시킴으로써 그래핀을 제작하는 방법이 크게 주목받고 있다. The method of producing graphene by attracting carbon atoms decomposed methane or ethylene in an electric furnace on a thin Ni film or polycrystalline Ni sheet has attracted much attention.
이 방법은 대면적의 그래핀 박막을 제조할 수 있으며 박막 패터닝 기술을 이용하여 원하는 위치에만 그래핀을 성장시킬 수도 있으나, 탄소원자들이 배열되는 Ni 표면의 결정성이 위치에 따라 다르며 표면 거칠기도 크기 때문에 그 위에 성장하는 그래핀도 균일하지 않다(K. S. Kim et al. Nature 457, 706-710 (2009); A. N. Obraztsov et al. Carbon 45, 2017-2021 (2007);). This method can produce a large-area graphene thin film and grow the graphene only at a desired location using thin film patterning technology, but the crystallinity of the Ni surface where carbon atoms are arranged varies depending on the location and the surface roughness is large. Graphene growing on it is also not uniform (KS Kim et al. Nature 457, 706-710 (2009); AN Obraztsov et al. Carbon 45, 2017-2021 (2007);).
그러므로 대면적, 고품질의 그래핀의 제조를 위해서는 균일하고 넓은 결정면을 갖는 Ni 단결정을 제조할 수 있는 기술이 선결되어야 하며, 그래핀의 격자상수와 비슷한 Ni의 (111)면을 넓은 표면으로 갖는 Ni 단결정의 제조 기술이 핵심적으로 선결되어야 한다. Therefore, in order to manufacture large-area and high-quality graphene, a technology for preparing Ni single crystal having a uniform and wide crystal plane must be pre-determined, and Ni having a (111) plane of Ni having a large surface similar to graphene lattice constant The production technology of single crystals should be key.
본 발명은 수십 나노미터 내지 수 마이크로미터 크기의 매우 거대한 강자성체 단결정을 제조하는 방법을 제공하며, 강자성체 단결정의 형상 및 표면 방향을 제어할 수 있는 제조방법을 제공하며, 기판상 형성된 다수개의 강자성체 단결정의 표면(상부표면)이 동일한 결정면을 갖도록 제어할 수 있는 제조방법을 제공하며, 고 결정성 및 고순도를 가지며 표면의 거칠기(roughness)가 극히 작은 강자성체 단결정을 제조하는 방법을 제공하며, 매우 간단하고 빠르게 대량의 강자성체 단결정 을 제조하는 방법을 제공하며, 기판상 원하는 위치에 매우 큰 판상형의 강자성체 단결정을 제조하는 방법을 제공하며, 통상의 반도체 소자 제조 공정 중 도입이 용이하며 선택된 위치에 강자성체 단결정을 형성시킬 수 있는 방법을 제공하며, 매우 고품질의 그래핀(graphene)이 제조되는 그래핀 제조용 기판으로 사용할 수 있는 강자성체 단결정의 제조방법을 제공한다. 보다 특징적으로 표면 결정면이 {111}면족으로 제어된 넓은 판형의 Ni 단결정을 제조하는 방법을 제공한다.The present invention provides a method for producing a very large ferromagnetic single crystal of several tens of nanometers to several micrometers, and provides a manufacturing method that can control the shape and surface direction of the ferromagnetic single crystal, and a plurality of ferromagnetic single crystals formed on the substrate It provides a manufacturing method that can control the surface (upper surface) to have the same crystal surface, provides a method of producing a ferromagnetic single crystal having high crystallinity, high purity and extremely small surface roughness, very simple and fast Provided is a method for producing a large amount of ferromagnetic single crystal, provides a method for producing a large plate-like ferromagnetic single crystal in a desired position on the substrate, it is easy to introduce during the conventional semiconductor device manufacturing process and to form a ferromagnetic single crystal at a selected position Very high quality graphene The present invention provides a method for producing a ferromagnetic single crystal that can be used as a substrate for producing graphene. More specifically, there is provided a method for producing a wide plate-like Ni single crystal whose surface crystal plane is controlled by the {111} face group.
이하 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 제조방법을 상세히 설명한다. 다음에 소개되는 도면들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이며 과장되어 도시될 수 있다. Hereinafter, a manufacturing method of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The drawings introduced below are provided as examples and may be exaggerated in order to sufficiently convey the spirit of the present invention to those skilled in the art.
이때, 사용되는 기술 용어 및 과학 용어에 있어서 다른 정의가 없다면, 이 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 통상적으로 이해하고 있는 의미를 가지며, 하기의 설명 및 첨부 도면에서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 설명은 생략한다. Hereinafter, the technical and scientific terms used herein will be understood by those skilled in the art without departing from the scope of the present invention. Descriptions of known functions and configurations that may be unnecessarily blurred are omitted.
본 발명의 제조방법은 수소의 존재 하에 강자성체 박막을 열 활성화(thermally activation)시켜 강자성체 단결정을 제조하는 특징이 있다.The production method of the present invention is characterized by thermally activating a ferromagnetic thin film in the presence of hydrogen to produce a ferromagnetic single crystal.
본 발명은 강자성체 단결정의 제조를 위해, 강자성체 박막을 원재로 사용하는 특징이 있으며, 수소를 이용하여 제조하고자 하는 강자성체 단결정의 표면 에너지, 표면 방향, 결정 형상을 제어하는 특징이 있으며, 수소의 존재하에 강자성체 박막을 열활성화시켜 고순도, 고결정성을 갖는 거대 크기(50nm 이상)의 강자성체 단결정을 제조하는 특징이 있다. The present invention is characterized by using a ferromagnetic thin film as a raw material for the production of a ferromagnetic single crystal, characterized in that to control the surface energy, surface direction, crystal shape of the ferromagnetic single crystal to be prepared using hydrogen, in the presence of hydrogen By thermally activating the ferromagnetic thin film, a ferromagnetic single crystal of large size (50 nm or more) having high purity and high crystallinity is manufactured.
상세하게, 상기 강자성체 박막은 상기 열 활성화에 의해 표면에너지 최소화를 구동력(driving force)으로 {111}면족, {110}면족, 및 {100}면족 군에서 하나 이상 선택된 저지수면(low index plane)을 표면으로 가지며, 각진 형상(faceted shape)을 갖는 다수개의 강자성체 단결정으로 재조립되는 특징이 있다.In detail, the ferromagnetic thin film has a low index plane selected from one or more of the {111} facet, {110} facet, and {100} facet group as a driving force to minimize surface energy by the thermal activation. It is characterized by having a surface and reassembled into a plurality of ferromagnetic single crystals having a faceted shape.
보다 상세하게, 상기 강자성체 박막이 다결정질인 경우, 표면에너지 최소화 및 입계에너지(grain boundary energy) 최소화를 구동력으로 강자성체 단결정이 제조되며, 상기 강자성체 박막이 비결정질인 경우, 표면에너지 최소화 및 비정질에서 결정질로의 상변태에 따른 에너지 감소를 구동력으로 강자성체 단결정이 제조된다.In more detail, when the ferromagnetic thin film is polycrystalline, a ferromagnetic single crystal is manufactured by driving surface energy minimization and grain boundary energy minimization. When the ferromagnetic thin film is amorphous, the ferromagnetic thin film is minimized from surface energy and amorphous to crystalline. Ferromagnetic single crystal is produced by driving energy reduction due to phase transformation of.
상기 열 활성화는 물질(원자, 이온, 클러스터)의 이동시 만나는 에너지 배리어(energy barrier)가 열에너지(~kT, k는 볼쯔만 상수이며, T는 온도이다)에 의해 용이하게 극복되는 상태를 의미하며, 상기 박막을 구성하는 강자성체의 물질 이동(surface diffusion, vapor phase diffusion, 및 입자 내에서의 diffusion을 포함), 물질 이동에 따른 상기 박막을 구성하는 강자성체의 결정화 또는 재결정화를 포함한다. The thermal activation refers to a state in which an energy barrier encountered during the movement of a material (atoms, ions, clusters) is easily overcome by thermal energy (~ kT, k is Boltzmann constant and T is temperature). Mass transfer of the ferromagnetic material constituting the thin film (including surface diffusion, vapor phase diffusion, and diffusion in particles), and crystallization or recrystallization of the ferromagnetic material constituting the thin film according to the material movement.
보다 상세하게, 본 발명의 제조방법은 a) 기판에 상기 강자성체 박막을 형성하는 단계; 및 b) 상기 강자성체 박막을 수소 함유 분위기에서 열처리하여 다수개의 강자성체 단결정을 제조하는 단계;를 포함하여 수행된다.More specifically, the manufacturing method of the present invention comprises the steps of: a) forming the ferromagnetic thin film on a substrate; And b) heat treating the ferromagnetic thin film in a hydrogen containing atmosphere to produce a plurality of ferromagnetic single crystals.
상기 a) 단계의 상기 강자성체 박막은 고순도 강자성체 단결정 제조의 관점 에서 스퍼터링 (Sputtering), 전자빔증착법 (E-beam evaporation) 및 열증착법 (Thermal evaporation)을 포함하는 물리 증착 방법(PVD)을 사용하여 형성되는 것이 바람직하다.The ferromagnetic thin film of step a) is formed using a physical vapor deposition method (PVD) including sputtering, E-beam evaporation and thermal evaporation from the viewpoint of manufacturing a high purity ferromagnetic single crystal It is preferable.
상기 강자성체 박막은 비정질(amorphous), 다결정질(polycrystalline) 또는 비정질과 결정질(crystalline)의 혼합상일 수 있으며, 제조시간, 용이한 열활성화에 의한 단결정체로의 재구성관점에서 비정질 또는 비정질과 결정질의 혼합상인 것이 바람직하다. 상기 강자성체 박막의 결정성(비정질, 다결정질, 비정질과 결정질의 혼합상)은 상기 물리 증착 방법의 증착 속도, 증착 온도 등에 의해 제어될 수 있음은 주지의 사실이다. The ferromagnetic thin film may be amorphous, polycrystalline, or a mixed phase of amorphous and crystalline, and may be amorphous, or a mixed phase of amorphous and crystalline in view of reconstruction into a single crystal due to manufacturing time and easy thermal activation. It is preferable. It is well known that the crystallinity (amorphous, polycrystalline, amorphous and crystalline mixed phase) of the ferromagnetic thin film can be controlled by the deposition rate, deposition temperature, and the like of the physical vapor deposition method.
본 발명의 제조방법에 있어, 상기 a) 단계의 강자성체 박막의 두께는 박막의 열활성화시 표면 에너지 최소화의 구동력에 의해 하나 이상의 순수 단결정체로 재구성될 수 있어야 하므로, 그 두께를 제어할 필요가 있으며, 그 두께가 10nm 내지 100nm인 특징이 있다.In the manufacturing method of the present invention, since the thickness of the ferromagnetic thin film of step a) must be reconstituted into one or more pure single crystals by the driving force of the surface energy minimization upon thermal activation of the thin film, it is necessary to control the thickness thereof. The thickness is 10 nm to 100 nm.
상기 박막의 두께가 10nm 보다 얇은 경우, 본 발명에 의해 수행되는 열 활성화정도에서 표면 에너지 최소화 구동력이 너무 작아 표면을 구성하는 결정면 및 그 형상이 제어된 강자성체 단결정을 얻기 어려움을 발견하였으며, 더 나아가 단결정 자체가 잘 형성되지 않음을 발견하였다. 또한, 강자성체 박막의 두께가 100nm 보다 더 두꺼운 경우, 표면 에너지 최소화 구동력은 제공되나, 단결정체로의 재구성시 너무 많은 물질이동이 기판 상부에서 동시다발적으로 발생하여 단결정이 아닌 다결정체의 군집 형상이 얻어짐을 발견하였다.When the thickness of the thin film is thinner than 10 nm, it has been found that the surface energy minimization driving force is too small at the thermal activation degree performed by the present invention, so that it is difficult to obtain a crystal surface constituting the surface and a ferromagnetic single crystal whose shape is controlled. It was found that it did not form well. In addition, if the thickness of the ferromagnetic thin film is thicker than 100 nm, the surface energy minimization driving force is provided, but upon reconstitution into a single crystal, too much mass movement occurs simultaneously on the substrate, thereby obtaining a cluster shape of the polycrystal rather than the single crystal. I found my luggage.
a) 단계의 상기 기판은 수소 함유 분위기에서의 열처리시 상기 강자성체 박막을 구성하는 강자성체 물질과 화학적으로 반응하지 않으며, 물리적, 열적으로 안정한 기판이며, 바람직하게 실리콘 단결정, 게르마늄 단결정 및 실리콘게르마늄 단결정을 포함하는 4족 단결정; 갈륨비소 단결정, 인듐인 단결정 및 갈륨인 단결정을 포함하는 3-5족 단결정; 2-6족 단결정; 4-6족 단결정; 비정질 유리; 산화막이 형성된 반도체 단결정; 질화막이 형성된 반도체 단결정; 또는 이들이 적층된 적층 기판;이다.The substrate of step a) is a physically and thermally stable substrate that does not chemically react with the ferromagnetic material constituting the ferromagnetic thin film during heat treatment in a hydrogen containing atmosphere, and preferably comprises silicon single crystal, germanium single crystal and silicon germanium single crystal. Group 4 single crystal; Group 3-5 single crystals including gallium arsenide single crystal, indium single crystal and gallium single crystal; Group 2-6 single crystals; Group 4-6 single crystals; Amorphous glass; A semiconductor single crystal in which an oxide film is formed; A semiconductor single crystal in which a nitride film is formed; Or a laminated substrate in which these are laminated.
더욱 바람직하게 상기 기판은 물질 이동시 존재하는 에너지 배리어(energy barrier)를 낮춰 상기 열활성화에 의한 원활한 물질이동이 발생하고, 효과적인 열 에너지의 전달이 일어나며, 기판 상 일정한 열에너지가 유지될 수 있도록 상기 기판 상부에 열전도율이 낮으며 상기 강자성체 박막, 특징적으로는 Ni, Cr 또는 Fe 박막과 높은 계면에너지(interface energy)를 갖는 질화막 또는 산화막이 형성된 기판이다. More preferably, the substrate lowers an energy barrier existing during material movement, thereby causing smooth mass transfer due to thermal activation, effective heat energy transfer, and maintaining a constant thermal energy on the substrate. The substrate is formed of a nitride film or an oxide film having a low thermal conductivity and having a ferromagnetic thin film, specifically, a Ni, Cr or Fe thin film and a high interface energy.
보다 특징적으로 상기 기판은 SiO2, Si3N4 또는 TiN이 형성된 Si 단결정 기판이며, 상기 산화막 또는 질화막(SiO2, Si3N4 또는 TiN)은 비정질상인 특징이 있다. 이때, 상기 산화막 또는 질화막은 강자성체 박막이 형성되는 상기 기판의 표면 전영역을 덮는 연속적이며 균일한 두께의 막인 것이 바람직하다. More specifically, the substrate is a Si single crystal substrate on which SiO 2 , Si 3 N 4, or TiN is formed, and the oxide film or nitride film (SiO 2 , Si 3 N 4, or TiN) is amorphous. At this time, the oxide film or nitride film is preferably a film of continuous and uniform thickness covering the entire surface area of the substrate on which the ferromagnetic thin film is formed.
상기 b) 단계의 상기 열처리는 순수 수소 가스 내지 수소가 0.1 이상의 부피 분율을 갖도록 불활성 기체와 혼합된 혼합 가스 분위기에서 수행되는 특징이 있다. 보다 바람직하게 상기 열처리는 수소가 0.2 내지 0.8 부피 분율을 갖도록 불활성 기체와 혼합된 혼합 가스 분위기에서 수행된다.The heat treatment of step b) is characterized in that the pure hydrogen gas to hydrogen is carried out in a mixed gas atmosphere mixed with an inert gas to have a volume fraction of 0.1 or more. More preferably the heat treatment is carried out in a mixed gas atmosphere mixed with an inert gas such that hydrogen has a 0.2 to 0.8 volume fraction.
상기 수소가스 또는 상기 혼합 가스는 제조하고자 하는 강자성체 단결정의 {111}, {110}, {100}과 같은 저지수면의 표면적을 증가시키기 위한 것으로, 상기 열활성화시 물질이동에 의해 기존재하는 결정립의 성장, 결정의 핵생성 및 성장시, 수소원자들은 강자성체 입자의 내부에 역학적인 응력(stress)을 유발하여 입자 자체의 체적 에너지를 증가시키고, 매우 큰 표면 에너지 최소화의 구동력을 제공하며, 표면에너지가 작은 {111}, {110}, {100}과 같은 저지수면을 표면으로 갖는 각진 판형의 강자성체 단결정의 제조를 가능하게 하며, 기판 상 형성되는 다수개의 강자성체 단결정들이 동일한 표면 방향을 갖도록 만든다. 또한, 제조하고자 하는 강자성체 단결정이 FCC 구조의 Ni 단결정인 경우, 상기 수소에 의해 발생하는 내부 응력이 용이하게 해소되는 {111}면이 보다 안정화되어 표면을 구성하는 결정면중 {111}면이 가장 넓은 표면적을 갖는 단결정을 제조할 수 있다. The hydrogen gas or the mixed gas is to increase the surface area of the low water surface such as {111}, {110}, {100} of the ferromagnetic single crystal to be prepared, During growth, nucleation of crystals, and growth, hydrogen atoms cause mechanical stress in the ferromagnetic particles to increase the volume energy of the particles themselves, provide a driving force for minimizing very large surface energy, It allows the production of angular plate-shaped ferromagnetic single crystals having low water surface such as {111}, {110}, and {100} as a surface, and makes a plurality of ferromagnetic single crystals formed on a substrate have the same surface orientation. In addition, when the ferromagnetic single crystal to be manufactured is a Ni single crystal of FCC structure, the {111} plane that makes up the surface more easily stabilized because the {111} plane easily solves the internal stress generated by the hydrogen is the widest {111} plane. Single crystals having a surface area can be prepared.
상기 b) 단계의 상기 열처리는 상기 강자성체 박막을 구성하는 강자성체 물질의 Tm(melting point, (℃))을 기준으로 0.58xTm 내지 0.62xTm의 온도에서 수행되는 특징이 있다. 상기 온도 범위는 충분한 열활성화를 제공하고, 강자성체 고유 물질의 표면 방향에 따른 표면 에너지가 온도가 아닌 수소에 의해 제어되는 온도 범위이며, 형성된 강자성체 단결정 내에서 수소에 의한 수소균열이 발생하지 않는 온도 범위이며, 기판의 한 위치에 존재하는 강자성체 물질의 이동가능반경을 제어하여 둘 또는 세 개 이상의 결정이 군집된 군집 형상이 아닌 기판상 물리적으로 서 로 분리된 다수개의 단결정체들을 얻기 위한 온도 범위이다. The heat treatment of step b) is performed at a temperature of 0.58xTm to 0.62xTm based on the melting point (Tm) of the ferromagnetic material constituting the ferromagnetic thin film. The temperature range is a temperature range that provides sufficient thermal activation, the surface energy according to the surface direction of the ferromagnetic intrinsic material is controlled by hydrogen, not the temperature, and does not cause hydrogen cracking by hydrogen in the formed ferromagnetic single crystal It is a temperature range for controlling the movable radius of the ferromagnetic material in a position of the substrate to obtain a plurality of single crystals physically separated from each other on the substrate rather than a clustered shape of two or three crystals.
바람직하게, 상기 b) 단계의 상기 열처리는 상기 수소가스 또는 상기 혼합 가스가 10 내지 3000 sccm 흐르는 분위기에서 수행되는 것이 바람직하며, 상기 b) 단계의 상기 열처리는 0.01 내지 2 atm에서 수행되는 것이 바람직하다.Preferably, the heat treatment of step b) is preferably performed in an atmosphere in which the hydrogen gas or the mixed gas flows from 10 to 3000 sccm, and the heat treatment of step b) is preferably performed at 0.01 to 2 atm. .
상술한 b) 단계의 수소 함유 분위기에서 행해지는 열처리에 의해 상기 기판 상에 {111}면족을 상면으로 갖는 각진 판형(faceted shape plate)의 강자성체 단결정이 형성되는 특징이 있으며, 기판상 서로 물리적으로 분리되어 형성되는 상기 다수개의 강자성체 단결정은 동일한 면족을 상면으로 갖는 특징이 있으며, 강자성 단결정체의 최장 직경이 50nm 내지 5㎛인 매우 거대하고 표면 및 형상이 조절된 강자성체 단결정이 제조되는 특징이 있다. The ferromagnetic single crystal of a faceted shape plate having {111} facets as an upper surface is formed on the substrate by the heat treatment performed in the hydrogen-containing atmosphere of step b), and physically separated from each other on the substrate. The plurality of ferromagnetic single crystals formed are characterized by having the same face group as an upper surface, and a very large, surface and shape-controlled ferromagnetic single crystal having the longest diameter of the ferromagnetic single crystal is 50 nm to 5 μm.
본 발명의 제조방법에 있어, 상기 강자성체 박막은 Ni, Cr, Fe인 특징이 있으며, 상기 강자성체 단결정은 Ni, Cr, Fe 단결정인 특징이 있다. In the manufacturing method of the present invention, the ferromagnetic thin film is characterized by Ni, Cr, Fe, the ferromagnetic single crystal is characterized by Ni, Cr, Fe single crystal.
도 1은 본 발명에 따른 제조방법을 도시한 순서도로, 도 1에 도시한 바와 같이 기판에 강자성체 박막을 형성하고(S10), 이를 수소함유 분위기에서 열처리하는(S20) 매우 간단하고 빠르며 저비용이 소요되고 재현성 있는 공정을 통해 50nm이상의 매우 큰 크기를 가지며, 단결정의 최대 표면이 {111}면으로 엄밀하게 제어된 각진 판상의 고순도 고결정성의 강자성체 단결정을 제조할 수 있다. Figure 1 is a flow chart illustrating a manufacturing method according to the present invention, as shown in Figure 1 to form a ferromagnetic thin film on the substrate (S10), heat treatment in a hydrogen-containing atmosphere (S20) is very simple, fast and low cost Through the reproducible and reproducible process, it is possible to produce a highly pure, high-crystal ferromagnetic single crystal having an angular plate having a very large size of 50 nm or more and whose maximum surface is strictly controlled to the {111} plane.
본 발명의 제조방법에 있어, 상기 기판상 선택적으로 원하는 위치에 본원 발명에 따른 강자성체 단결정을 제조할 수 있으며, 이를 위해 상기 a) 단계는 상기 기판에 감광성 물질을 도포하고 패턴을 갖는 마스크를 이용한 노광 및 현상 후, 상 기 강자성체 박막을 구성하는 강자성체 물질을 증착하고, 상기 현상 후 상기 기판에 남아 있는 감광성 물질을 리프트 오프(lift-off)시켜 상기 기판에 상기 마스크와 유사한 패턴으로 상기 강자성체 박막을 형성하는 특징을 갖는다. In the manufacturing method of the present invention, the ferromagnetic single crystal according to the present invention can be produced at a desired position on the substrate selectively. For this, step a) is performed by applying a photosensitive material to the substrate and using a mask having a pattern. And after development, depositing a ferromagnetic material constituting the ferromagnetic thin film, and lifting off the photosensitive material remaining on the substrate after the development to form the ferromagnetic thin film in a pattern similar to the mask on the substrate. It is characterized by.
도 2에 도시한 바와 같이 기판 표면 전체에 강자성체 박막을 형성하는 대신, 리프트-오프방식으로 기판상 원하는 위치에 강자성체 박막을 형성시켜 이를 수소 분위기에서 열처리하여 기판상 원하는 위치에 강자성체 단결정을 형성할 수 있다.As shown in FIG. 2, instead of forming a ferromagnetic thin film on the entire surface of the substrate, a ferromagnetic thin film may be formed at a desired position on the substrate by a lift-off method and heat-treated in a hydrogen atmosphere to form a ferromagnetic single crystal at a desired position on the substrate. have.
상세하게, 기판(10)에 감광성 물질(20)을 도포한 후, 패턴이 형성된 마스크(30)를 이용하여 노광 및 현상하여 기판상 강자성체 단결정을 형성하고자 하는 위치(11)의 감광성 물질을 제거한다. 이후, 상기 현상된 감광성 물질(21)이 존재하는 기판(10)에 강자성체 물질(40)을 증착하고, 현상된 감광성 물질(21)을 리프트-오프(lift-off)시켜 현상된 감광성 물질(21) 및 감광성 물질 상부에 증착된 강자성체 물질을 제거하여 기판(10)상 특정 위치에 강자성체 박막(50)을 형성하게 된다.In detail, after the
도 3(a)는 상술한 감광성 물질의 리프트-오프 방식으로 얻어진 강자성체 박막(50)이 형성된 기판(10)의 개념도이며, 도 3(b)는 이러한 강자성체 박막(50)을 수소 함유 분위기에서 열처리하여 제조되는 강자성체 단결정(60)을 도시한 개념도이다. FIG. 3 (a) is a conceptual diagram of the
도 3(a)에 도시한 바와 같이 서로 다른 위치에 형성된 상기 강자성체 박막은 서로 확산 범위(R, 물질 이동 범위)가 겹치지 않도록 하는 것이 바람직하며 단일한 강자성체 박막으로부터 단일한 강자성체 단결정을 제조하기 위해 강자성체 박막을 구성하는 강자성체 원자(또는 이온)들끼리의 확산 범위(R, 물질 이동 범위)는 겹쳐 지는 것이 바람직하다. As shown in FIG. 3 (a), the ferromagnetic thin films formed at different positions are preferably not overlapped with each other in the diffusion range (R, material movement range). The ferromagnetic material is used to prepare a single ferromagnetic single crystal from a single ferromagnetic thin film. It is preferable that the diffusion range (R, material movement range) of the ferromagnetic atoms (or ions) constituting the thin film overlap.
상술한 본 발명의 제조방법에 있어, 상기 강자성체 박막은 Ni 박막인 특징이 있으며, 이에 따라 Ni 단결정이 제조되는 특징이 있다. 이때, 상기 b) 단계의 상기 열처리는 상술한 이유에 의해 850 내지 900℃에서 수행되는 특징이 있으며, 상기 기판은 상술한 이유에 의해 SiO2 산화막이 형성된 Si 기판인 특징이 있다. In the above-described manufacturing method of the present invention, the ferromagnetic thin film is characterized in that the Ni thin film, the Ni single crystal is produced accordingly. In this case, the heat treatment of step b) is characterized in that it is carried out at 850 to 900 ℃ for the above-described reasons, the substrate is characterized in that the Si substrate on which the SiO 2 oxide film is formed for the above reason.
본 발명에 따른 제조방법은 온도 및 분위기 조절이 가능한 통상의 열처리 로(furnace)를 이용하여 수행될 수 있으며, 일 예로, 분위기 조절이 가능하도록 밀폐되어 가스 유입구와 배출구가 구비된 관, 관내 압력을 조절하는 진공장치, 관에 투입되는 가스의 유량을 제어하는 유량 제어기, 관 주변에 구비되어 관내 온도를 제어하는 발열체 및 발열체에 흐르는 전류량을 제어하는 제어장치가 구비된 열처리 로에서 수행될 수 있다. The manufacturing method according to the present invention may be carried out using a conventional heat treatment furnace (furnace) capable of temperature and atmosphere control, for example, the tube is provided with a gas inlet and outlet, which is sealed to enable the atmosphere control, pressure inside the pipe It can be performed in a heat treatment furnace equipped with a vacuum device for controlling, a flow controller for controlling the flow rate of the gas injected into the tube, a heating element provided around the tube to control the temperature in the tube and a control device for controlling the amount of current flowing through the heating element.
본 발명에 따른 제조방법은 수십 나노미터 내지 수 마이크로미터 크기의 매우 거대한 강자성체 단결정이 제조되는 장점이 있으며, 강자성체 단결정의 형상 및 표면 방향을 제어할 수 있으며, 저지수 면을 상면으로 한 각진 판형의 강자성체 단결정이 제조되는 장점이 있다. 또한 대면적의 강자성체 박막을 이용하는 경우 동적(kinetic) 한계에 의해 다수개의 강자성체 단결정이 제조되나 다수개의 강자성체 단결정의 표면 결정면이 모두 동일하게 제어되는 장점이 있으며, 판형태의 강자성체 단결정의 상부표면(최대 면적을 가지는 표면)이 매우 편평한 저지수면으로 제조되어 고결정성 및 고순도를 가짐과 동시에 표면 거칠기(surface roughness)가 극히 작은 강자성체 단결정을 제조할 수 있는 장점이 있다. The manufacturing method according to the present invention has the advantage of producing a very large ferromagnetic single crystal of several tens of nanometers to several micrometers size, can control the shape and surface direction of the ferromagnetic single crystal, the angle of the plate with the low water surface Ferromagnetic single crystals have the advantage of being manufactured. In addition, when a large-area ferromagnetic thin film is used, a plurality of ferromagnetic single crystals are manufactured due to kinetic limitations, but the surface crystal surfaces of the plurality of ferromagnetic single crystals are all controlled identically. The surface having an area) is manufactured to have a very flat low water surface, and thus, has a high crystallinity and high purity, and at the same time, a ferromagnetic single crystal having extremely low surface roughness can be manufactured.
또한, 강자성체 물질의 증착 및 수소 함유 분위기에서의 열처리에 의해 강자성체 단결정이 제조되므로, 통상의 반도체 소자 제조 공정 중 도입이 용이하며, 반도체 포토 리쏘그래피와 유사한 공정을 통해 특정 위치에 선택적으로 강자성체 단결정을 형성할 수 있는 장점이 있다.In addition, since the ferromagnetic single crystal is manufactured by the deposition of the ferromagnetic material and the heat treatment in the hydrogen-containing atmosphere, it is easy to introduce during the conventional semiconductor device manufacturing process, and the ferromagnetic single crystal is selectively placed at a specific position through a process similar to semiconductor photolithography. There is an advantage that can be formed.
본 발명의 특징에 따른 Ni 단결정은 상부 표면이 원자적으로 규정되는 {111}면인 거대 판형의 단결정체로, 매우 고품질의 그래핀(graphene)이 제조되는 그래핀 제조용 기판으로 매우 적합한 장점이 있다. Ni single crystal according to the characteristics of the present invention is a large plate-shaped single crystal of the {111} plane that the upper surface is atomically defined, and has a very suitable advantage as a graphene manufacturing substrate that is made of very high quality graphene (graphene).
이하, 그래핀 제조용 기판으로 활용성이 매우 높은 Ni를 대상으로 본 발명에 따른 제조방법을 상술한다.Hereinafter, a manufacturing method according to the present invention will be described in detail targeting Ni as a substrate for preparing graphene.
도 4는 습식 산화방식으로 SiO2 산화막(1000nm)이 형성된 실리콘 단결정 기판에 전자빔증착법으로 15nm 두께의 Ni 박막을 형성한 후, 760 mTorr로 일정하게 압력을 유지하며, 불활성 가스인 Ar과 수소(H2)가 1:1의 부피비를 갖는 혼합가스를 600sccm 흘려주며 700℃(4(a)), 750℃(4(b)), 800℃(4(c)), 850℃(4(d)), 900 ℃(4(e)), 950℃(4(f))로 30분씩 열처리한 결과를 주사전자현미경으로 관찰한 사진이다.4 shows a 15 nm-thick Ni thin film on a silicon single crystal substrate on which a SiO 2 oxide film (1000 nm) is formed by a wet oxidation method, and then maintains a constant pressure at 760 mTorr. The inert gases Ar and hydrogen (H 2 ) flows 600sccm of mixed gas having a volume ratio of 1: 1, and it is 700 ℃ (4 (a)), 750 ℃ (4 (b)), 800 ℃ (4 (c)), 850 ℃ (4 (d) ), And the result of heat-treatment by 900 degreeC (4 (e)) and 950 degreeC (4 (f)) for 30 minutes is a photograph observed with the scanning electron microscope.
도 4에서 알 수 있듯이 850℃ 미만의 온도에서는 충분한 열활성화가 발생하지 않아 결정질이 형성되지 않거나, 표면 방향이 제어된 단결정(410)을 얻기 어려우며, 900℃를 초과하는 온도에서는 과도한 열활성화에 의해 수소에 의한 내부 응력 해소 기작(dislocation, internal pore, crack, twin을 포함한 stress relaxation)에 의해 균열이 발생(수소 균열, 430)함을 알 수 있다. As can be seen in FIG. 4, sufficient thermal activation does not occur at temperatures below 850 ° C., so that crystalline is not formed, or it is difficult to obtain a
850℃ 내지 900℃의 온도범위는 수소 균열을 야기하지 않으면서 충분한 열활성화가 이루어지고, 수소에 의한 내부 응력 생성 및 이에 대응하기 위한 표면에너지가 작은 결정면을 넓은 표면으로 갖는, 직경이 100nm 내지 500nm인 각진 거대 판형의 강자성체 단결정(420)이 제조됨을 알 수 있다. The temperature range of 850 ° C. to 900 ° C. is 100 nm to 500 nm in diameter, having sufficient thermal activation without causing hydrogen cracking and having a large crystal surface with a small surface energy for generating internal stress by hydrogen and correspondingly. It can be seen that the angled giant plate-shaped ferromagnetic
도 5는 제조된 Ni의 X-선 회절 결과이며, 750℃ 미만의 저온 범위 또는 수소가 함유되지 않은 불활성 기체 분위기에서의 열처리 결과 도 5(a)와 같이 결정질의 Ni를 얻을 수 없었으며, 수소 함유 분위기에서 750℃내지 800℃의 온도범위로 열처리할 경우에는 도 5(b)와 같은 X-선 회절 결과가 나타나지만 주사전자현미경 사진에서 각진 판상형의 단결정을 관찰할 수 없었으며, 수소 함유 분위기에서 850℃ 내지 900℃의 온도범위로 열처리할 경우에는 도 5(b)와 같은 X-선 회절 결과가 관찰되며 주사전자현미경 사진에서도 각진 판상형의 단결정이 관찰된다. 도 5(b)의 X-선 회절 결과에서, 기판(Si (001))을 제외하고 3.52 Å의 격자 상수를 갖는 FCC(Face Centered Cubic) 결정질의 순수한 니켈이 제조됨을 알 수 있으며, 제조된 모든 강자성체 단결정(420)의 상부표면이 {111} 면임을 알 수 있다.5 is an X-ray diffraction result of the prepared Ni, and as a result of heat treatment in a low temperature range of less than 750 ° C. or in an inert gas atmosphere containing no hydrogen, crystalline Ni could not be obtained as shown in FIG. When heat-treated at a temperature range of 750 ° C. to 800 ° C. in the containing atmosphere, X-ray diffraction results are shown as shown in FIG. 5 (b), but the angular plate-shaped single crystals were not observed in the scanning electron micrograph. When the heat treatment in the temperature range of 850 ℃ to 900 ℃ X-ray diffraction results are observed as shown in Fig. 5 (b), and the angled plate-shaped single crystal in the scanning electron micrograph is observed. From the X-ray diffraction results of FIG. 5 (b), it can be seen that pure nickel of FCC (Face Centered Cubic) crystalline having a lattice constant of 3.52 Å except for the substrate (Si (001)) was produced. It can be seen that the upper surface of the ferromagnetic
도 6은 습식 산화방식으로 SiO2 산화막(1000nm)이 형성된 실리콘 단결정 기판에 전자빔증착법으로 15nm 두께의 Ni 박막을 형성한 후, 760 mTorr로 일정하게 압력을 유지하며, 불활성 가스(Ar, 도 6(a)), Ar과 수소(H2)가 3:1의 부피비를 갖는 혼합가스(도 6(b)), Ar과 수소(H2)가 5:7의 부피비를 갖는 혼합가스(도 6(c)), 순수 수소가스(도 6(d))를 600sccm 흘려주며 850℃로 30분씩 열처리한 결과를 주사전자현미경으로 관찰한 사진이다.FIG. 6 is a 15 nm thick Ni thin film formed on a silicon single crystal substrate on which a SiO 2 oxide film (1000 nm) is formed by a wet oxidation method, and then maintains a constant pressure at 760 mTorr. The inert gas (Ar, FIG. 6 ( a)), a mixed gas in which Ar and hydrogen (H 2 ) have a volume ratio of 3: 1 (FIG. 6 (b)), and a mixed gas in which Ar and hydrogen (H 2 ) have a volume ratio of 5: 7 (FIG. 6 ( c)), the result of heat treatment at 850 ° C. for 30 minutes while flowing 600 sccm of pure hydrogen gas (FIG. 6 (d)) is a photograph observed with a scanning electron microscope.
수소가 존재하지 않는 경우, 불규칙한 형상을 가지며 표면 방향이 제어되지 않는 Ni이 제조됨을 알 수 있으며, X-선 회절 분석 결과, 결정질의 Ni가 제조되지 않음을 확인할 수 있었다. 0.1 부피 분율 이상의 수소 함유 분위기에서 열처리한 경우 {111} 면을 상부 표면으로 갖는 각진 판형, 특징적으로는 육각 판형이 제조됨을 알 수 있다. When hydrogen is not present, it can be seen that Ni is produced which has an irregular shape and whose surface direction is not controlled. As a result of X-ray diffraction analysis, it was confirmed that crystalline Ni was not produced. It can be seen that when heat-treated in a hydrogen-containing atmosphere of 0.1 volume fraction or more, an angular plate shape having a {111} plane as the upper surface thereof, particularly a hexagonal plate shape, is produced.
습식 산화방식으로 SiO2 산화막(1000nm)이 형성된 실리콘 단결정 기판에 전자빔증착법으로 두께를 달리하여 Ni 박막을 형성한 후, 760 mTorr로 일정하게 압력을 유지하며, 불활성 가스인 Ar과 수소(H2)가 1:1의 부피비를 갖는 혼합가스를 600sccm 흘려주며 850℃로 30분씩 열처리한 결과, 기판 상부에 증착된 Ni 박막의 두께가 10nm 미만인 경우, 도 6(a)와 유사하게 결정성이 없이 서로 뭉쳐있는 Ni를 얻을 수 있을 뿐이었으며, 100 nm를 초과하는 두꺼운 박막의 경우, 단결정체가 아 닌 다결정으로 이루어진 Ni입자가 제조되었다.After forming the Ni thin film by varying the thickness on the silicon single crystal substrate on which the SiO 2 oxide film (1000nm) was formed by the wet oxidation method, the pressure was maintained at a constant of 760 mTorr, and the inert gases Ar and hydrogen (H 2 ) When a mixed gas having a volume ratio of 1: 1 is flowed at 600 sccm and heat treated at 850 ° C. for 30 minutes, the thickness of the Ni thin film deposited on the substrate is less than 10 nm, similar to that of FIG. 6 (a) without crystallinity. Only agglomerated Ni was obtained, and in the case of thick thin films exceeding 100 nm, Ni particles made of polycrystals, not monocrystals, were prepared.
도 7은 제조된 육각 판상의 Ni 단결정을 원자력현미경(AFM:atomic force microscope)으로 관찰한 결과이다. Ni 단결정의 입체적인 모양을 도 7(a)에 나타내었으며, 도 7(a)의 점선부분의 단면 프로파일을 도 7(b)에 도시하였다. 도 7(b)에서 Ni 단결정은 높이(약 60 nm)에 비해서 상면의 길이(약 250 nm)가 매우 큰 각진 평판 형태임을 다시 한번 확인 할 수 있었으며, {111}면인 상부 표면이 매우 편평함을 알 수 있다. 7 is a result of observing the prepared hexagonal Ni single crystal with an atomic force microscope (AFM). The three-dimensional shape of the Ni single crystal is shown in Fig. 7 (a), and the cross-sectional profile of the dotted line in Fig. 7 (a) is shown in Fig. 7 (b). In FIG. 7 (b), it was confirmed that the Ni single crystal was in the form of an angular plate having a very large length (about 250 nm) compared to the height (about 60 nm), and the {111} plane had a very flat top surface. Can be.
Ni 박막을 통한 일 예에서 알 수 있듯이 본 발명에 따른 제조방법은 강자성체 박막을 수소 함유 분위기에서 열처리함으로써 형상 및 표면이 제어된 단결정, FCC 구조의 강자성체 Ni인 경우 상부 표면이 {111} 면으로 제어되며, {111}면의 크기가 수십 nm내지 수 ㎛인 각진 판형의 강자성체 단결정이 제조된다.As can be seen from the example of the Ni thin film, the manufacturing method according to the present invention is a single crystal in which the shape and surface are controlled by heat-treating the ferromagnetic thin film in a hydrogen containing atmosphere. An angled plate-shaped ferromagnetic single crystal having a size of {111} planes of several tens of nm to several μm is produced.
이상과 같이 본 발명에서는 구체적인 박막의 물질이나 특정된 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. In the present invention as described above has been described by the material or specific matters of the specific thin film and limited embodiments and drawings, but this is provided only to help a more general understanding of the present invention, the present invention is limited to the above embodiments However, various modifications and variations are possible to those skilled in the art to which the present invention pertains.
따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.Accordingly, the spirit of the present invention should not be construed as being limited to the embodiments described, and all of the equivalents or equivalents of the claims, as well as the following claims, belong to the scope of the present invention .
도 1은 본 발명에 따른 제조방법을 도시한 순서도이며, 1 is a flow chart showing a manufacturing method according to the present invention,
도 2는 본 발명에 따른 제조방법 중 리프트-오프방식으로 기판상 특정 위치에 강자성체 박막을 형성하는 방법을 도시한 도면이며, 2 is a view showing a method of forming a ferromagnetic thin film at a specific position on a substrate by a lift-off method of the manufacturing method according to the present invention,
도 3은 본 발명에 따른 제조방법에 의해 제조되는 강자성체 단결정을 도시한 개념도이며, 3 is a conceptual diagram showing a ferromagnetic single crystal produced by the manufacturing method according to the present invention,
도 4는 열처리 온도에 따른 제조 결과를 관찰한 주사전자현미경 사진이며, 4 is a scanning electron micrograph observing the manufacturing results according to the heat treatment temperature,
도 5는 열처리 후 제조된 Ni의 X-선 회절 패턴으로, 도 5(a)는 수소 미함유, 또는 저온에서의 Ni 회절 결과이며, 도 5(b)는 본 발명에 따라 제조된 Ni 단결정의 X-선 회절 결과이며,5 is an X-ray diffraction pattern of Ni prepared after heat treatment. FIG. 5 (a) shows Ni diffraction results without hydrogen or at low temperature, and FIG. 5 (b) shows Ni single crystals prepared according to the present invention. X-ray diffraction results,
도 6은 열처리 분위기에 따른 제조 결과를 관찰한 주사전자현미경 사진이며, 6 is a scanning electron micrograph observing the manufacturing results according to the heat treatment atmosphere,
도 7은 본 발명에 따라 제조된 Ni 단결정의 AFM(atomic force microscopy) 관찰 결과를 도시한 도면이다. 7 is a diagram showing the results of AFM (atomic force microscopy) observation of Ni single crystal prepared according to the present invention.
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