KR101915207B1 - Catalyst metal supporting apparatus for synthesizing multiple graphene films - Google Patents
Catalyst metal supporting apparatus for synthesizing multiple graphene films Download PDFInfo
- Publication number
- KR101915207B1 KR101915207B1 KR1020180066073A KR20180066073A KR101915207B1 KR 101915207 B1 KR101915207 B1 KR 101915207B1 KR 1020180066073 A KR1020180066073 A KR 1020180066073A KR 20180066073 A KR20180066073 A KR 20180066073A KR 101915207 B1 KR101915207 B1 KR 101915207B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- support bar
- frame
- metal film
- catalytic metal
- catalyst metal
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82B—NANOSTRUCTURES FORMED BY MANIPULATION OF INDIVIDUAL ATOMS, MOLECULES, OR LIMITED COLLECTIONS OF ATOMS OR MOLECULES AS DISCRETE UNITS; MANUFACTURE OR TREATMENT THEREOF
- B82B3/00—Manufacture or treatment of nanostructures by manipulation of individual atoms or molecules, or limited collections of atoms or molecules as discrete units
- B82B3/0004—Apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of nanostructural devices or systems or methods for manufacturing the same
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82B—NANOSTRUCTURES FORMED BY MANIPULATION OF INDIVIDUAL ATOMS, MOLECULES, OR LIMITED COLLECTIONS OF ATOMS OR MOLECULES AS DISCRETE UNITS; MANUFACTURE OR TREATMENT THEREOF
- B82B3/00—Manufacture or treatment of nanostructures by manipulation of individual atoms or molecules, or limited collections of atoms or molecules as discrete units
- B82B3/0009—Forming specific nanostructures
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B32/00—Carbon; Compounds thereof
- C01B32/15—Nano-sized carbon materials
- C01B32/182—Graphene
- C01B32/184—Preparation
- C01B32/186—Preparation by chemical vapour deposition [CVD]
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/22—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the deposition of inorganic material, other than metallic material
- C23C16/26—Deposition of carbon only
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
- C23C16/458—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for supporting substrates in the reaction chamber
- C23C16/4582—Rigid and flat substrates, e.g. plates or discs
- C23C16/4587—Rigid and flat substrates, e.g. plates or discs the substrate being supported substantially vertically
Abstract
본 발명의 일 측면에 따르면, 화학 기상 증착용 챔버와 결합하는 챔버 결합부와, 상기 챔버 결합부에 설치되며 상기 챔버 결합부로부터 일 방향으로 돌출되게 배치되는 지지바 설치부와, 상기 지지바 설치부에 설치되며 상기 지지바 설치부를 중심으로 양측 방향으로 돌출되게 배치되는 복수 개의 지지바와, 상기 지지바에 설치되도록 각각 복수의 구멍이 형성되는 복수 개의 촉매 금속 필름과, 상기 촉매 금속 필름과 상기 지지바 설치부 사이 및 상기 촉매 금속 필름들 사이 중 적어도 어느 한 곳에 배치되며 상기 지지바에 설치되도록 구멍이 형성된 복수 개의 스페이서를 포함하는 그래핀 다매 합성을 위한 촉매 금속 지지 장치를 제공한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a chemical vapor deposition apparatus comprising: a chamber coupling unit coupled to a chemical vapor deposition chamber; a support bar installation unit installed in the chamber coupling unit and arranged to project from the chamber coupling unit in one direction; A plurality of catalyst metal films provided on the support bars and each having a plurality of holes to be installed on the support bars; And a plurality of spacers disposed at least at any one of the mounting portions and between the catalyst metal films and having holes formed in the supporting bars.
Description
본 발명은 그래핀 다매 합성을 위한 장치에 관련된 것으로, 촉매 금속 지지 장치, 이를 구비하는 그래핀 다매 합성 장치, 및 그래핀 다매 합성 방법에 관련된 것이다. The present invention relates to an apparatus for graphene multifunctional synthesis, and relates to a catalyst metal supporting apparatus, a graphene multifunctional synthesizing apparatus having the same, and a graphene multifunctional synthetic method.
최근 전기 전도성이 뛰어나고 화학적 안정성이 우수하며, 투명성 및 연성을 가지는 신소재로서 그래핀(Graphene)이 각광받고 있다. 이러한 그래핀을 합성하기 위한 방법으로는 화학 기상 증착법(Chemical Vapor Depostion:CVD)이 사용되기도 한다. 그래핀 합성을 위한 화학 기상 증착법은 고온의 챔버에서 아르곤, 수소, 메탄의 혼합 기체를 촉매 금속과 접촉시키는 방법을 사용한다. 촉매 금속으로는 구리를 포함한 전이 금속이 사용될 수 있다. 이러한 화학 기상 증착법에 따르면 그래핀이 촉매 금속의 표면에서 합성되며, 이후 촉매 금속을 제거해 줌으로써 그래핀 만을 취할 수 있다. Recently, Graphene has attracted attention as a new material having excellent electrical conductivity, excellent chemical stability, and transparency and ductility. Chemical vapor deposition (CVD) may be used as a method for synthesizing such graphene. Chemical vapor deposition for graphene synthesis uses a method in which a mixed gas of argon, hydrogen, and methane is contacted with a catalytic metal in a high-temperature chamber. As the catalytic metal, a transition metal including copper may be used. According to this chemical vapor deposition method, graphene is synthesized on the surface of the catalytic metal, and then only the graphene can be obtained by removing the catalytic metal.
본 발명의 일 실시예는 화학 기상 증착 공정으로 여러 장의 그래핀을 안정적으로 합성할 수 있는 장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. It is an object of the present invention to provide an apparatus and method capable of stably synthesizing a plurality of graphenes by a chemical vapor deposition process.
본 발명의 일 측면에 따르면, 화학 기상 증착용 챔버와 결합하는 챔버 결합부;와, 상기 챔버 결합부에 설치되며 상기 챔버 결합부로부터 일 방향으로 돌출되게 배치되는 지지바 설치부;와, 상기 지지바 설치부에 설치되며, 상기 지지바 설치부를 중심으로 양측 방향으로 돌출되게 배치되는 복수 개의 지지바;와, 상기 지지바에 설치되도록 각각 복수의 구멍이 형성되는 복수 개의 촉매 금속 필름;과, 상기 촉매 금속 필름과 상기 지지바 설치부 사이 및 상기 촉매 금속 필름들 사이 중 적어도 어느 한 곳에 배치되며, 상기 지지바에 설치되도록 구멍이 형성된 복수 개의 스페이서;를 포함하는 그래핀 다매 합성을 위한 촉매 금속 지지 장치를 제공한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a chemical vapor deposition apparatus comprising: a chamber coupling unit coupled to a chemical vapor deposition chamber; a support bar installation unit installed in the chamber coupling unit and disposed to protrude in one direction from the chamber coupling unit; A plurality of support bars installed on the bar mounting part and arranged to protrude in both lateral directions around the support bar mounting part; a plurality of catalyst metal films each having a plurality of holes formed in the support bar; And a plurality of spacers disposed at least at any one of a position between the metal film and the support bar mounting portion and between the catalyst metal films and having holes formed in the support bar, to provide.
여기서, 상기 지지바 설치부는 상하로 분리된 형상을 가질 수 있다.Here, the support bar mounting portion may have a vertically separated shape.
여기서, 상기 지지바 설치부의 돌출 방향을 기준으로 할 때, 상기 촉매 금속 필름에 형성된 구멍들 중 양측에 위치한 구멍은, 가운데 위치한 구멍보다 크게 형성될 수 있다.Here, the holes located on both sides of the holes formed in the catalytic metal film may be formed larger than the hole located at the center, with reference to the projecting direction of the support bar mounting portion.
여기서, 상기 촉매 금속 필름과 상기 지지바 설치부 사이 및 상기 촉매 금속 필름들 사이 중 적어도 어느 한 곳에 배치되며, 상기 지지바에 설치되도록 구멍이 형성된 복수 개의 프레임 스페이서를 더 포함할 수 있다.The display device may further include a plurality of frame spacers disposed at at least one of the catalytic metal film and the supporting bar mounting portion and between the catalytic metal films and having holes formed in the supporting bar.
여기서, 상기 프레임 스페이서는 가운데에 관통공이 형성되어 있으며, 상기 관통공을 통하여 상기 이웃하는 촉매 금속 필름이 서로 대면하도록 배치될 수 있다.Here, the frame spacer has a through hole formed in the center thereof, and the neighboring catalyst metal films may be arranged to face each other through the through hole.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 화학 기상 증착용 챔버와 결합하는 챔버 결합부;와, 상기 챔버 결합부에 설치되며 상기 챔버 결합부로부터 일 방향으로 돌출되게 배치되는 지지바 설치부;와, 상기 지지바 설치부에 설치되며, 상기 지지바 설치부를 중심으로 양측 방향으로 돌출되게 배치되는 복수 개의 지지바;와, 상기 지지바에 설치되도록 결합공이 형성되고 상기 지지바의 길이 방향으로 돌출되는 복수 개의 돌출부를 구비하며, 내측에 관통 공간이 형성된 프레임;과, 상기 프레임의 관통 공간에 배치되는 촉매 금속 필름;과, 상기 촉매 금속 필름을 상기 프레임의 관통 공간에 배치하도록 지지하는 고정 부재;를 포함하는 그래핀 다매 합성을 위한 촉매 금속 지지 장치를 제공한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a chemical vapor deposition apparatus comprising: a chamber coupling unit coupled to a chemical vapor deposition chamber; a support bar installation unit installed in the chamber coupling unit and disposed to protrude from the chamber coupling unit in one direction; A plurality of supporting bars provided on the bar mounting part and arranged to protrude in both lateral directions around the supporting bar mounting part; a plurality of protruding parts protruding in the longitudinal direction of the supporting bar, And a fixing member for supporting the catalyst metal film so as to be disposed in the through space of the frame, wherein the frame includes a frame having a through-hole formed therein, a catalyst metal film disposed in the through- A catalytic metal support apparatus for multifunctional synthesis is provided.
여기서, 상기 지지바 설치부는 상하로 분리된 형상을 가질 수 있다.Here, the support bar mounting portion may have a vertically separated shape.
또한, 본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 화학 기상 증착용 챔버와 결합하는 챔버 결합부;와, 상기 챔버 결합부에 설치되며 상기 챔버 결합부로부터 일 방향으로 돌출되게 배치되는 지지바 설치부;와, 상기 지지바 설치부에 설치되며, 상기 지지바 설치부를 중심으로 양측 방향으로 돌출되게 배치되는 복수 개의 지지바;와, 상기 지지바에 설치되도록 결합공이 형성되고, 내측에 관통 공간이 형성된 프레임;과, 상기 프레임의 관통 공간에 배치되며, 복수의 구멍이 형성되는 촉매 금속 필름;과, 일측이 상기 프레임에 힌지부로 힌지 결합되며 타측이 상기 촉매 금속 필름의 구멍에 설치되되, 상기 촉매 금속 필름을 펴주는 방향으로 중력을 받는 복수 개의 힌지 부재;를 포함하며, 상기 프레임의 상측에 위치한 한 쌍의 힌지 부재의 힌지부의 위치는, 상기 프레임의 상측에 위치한 한 쌍의 힌지 부재의 타측이 설치되는 상기 촉매 금속 필름의 구멍의 위치보다 외측에 배치되고, 상기 프레임의 하측에 위치한 한 쌍의 힌지 부재의 힌지부의 위치는, 상기 프레임의 하측에 위치한 한 쌍의 힌지 부재의 타측이 설치되는 상기 촉매 금속 필름의 구멍의 위치보다 내측에 배치되는 그래핀 다매 합성을 위한 촉매 금속 지지 장치를 제공한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a chemical vapor deposition apparatus including: a chamber coupling unit coupled to a chemical vapor deposition chamber; a support bar installation unit installed in the chamber coupling unit and disposed to protrude in one direction from the chamber coupling unit; A plurality of support bars installed on the support bar mounting portions and disposed to be protruded in both lateral directions around the support bar mounting portions; a frame having a coupling hole formed on the support bar and having a through space formed therein; A catalytic metal film disposed in a through space of the frame and having a plurality of holes formed therein, one side of which is hinged to the frame by a hinge, and the other side of which is provided in a hole of the catalytic metal film, Wherein the hinge unit of the pair of hinge members located on the upper side of the frame includes a hinge unit that receives the gravity of the hinge member, Wherein a position of a hinge portion of a pair of hinge members located on the lower side of the frame is smaller than a position of a hinge portion of a pair of hinge members located on an upper side of the frame, The present invention provides a catalytic metal support apparatus for graphene multifunctional synthesis, which is disposed inside a hole of a catalyst metal film on which the other side of a pair of hinge members is located.
본 발명의 일 실시예에 따른 그래핀 다매 합성을 위한 촉매 금속 지지 장치에 따르면, 화학 기상 증착법으로 여러 장의 그래핀을 동시 다발적으로, 또한 안정적으로 합성할 수 있다. According to the catalyst metal support apparatus for graphene multifunctional synthesis according to an embodiment of the present invention, a plurality of graphenes can be simultaneously and stably synthesized by chemical vapor deposition.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 촉매 금속 지지 장치의 개략적인 사시도이다.
도 2는 도 1의 촉매 금속 지지 장치의 일부를 개략적으로 도시한 분리 사시도이다.
도 3은 도 1의 촉매 금속 지지 장치를 구비하는 그래핀 다매 합성 장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 측면에 따른 그래핀 다매 합성 방법을 개략적으로 설명하기 위한 흐름도이다.
도 5a 및 도 5b는 도 3의 그래핀 다매 합성 장치에 의해서 그래핀의 합성이 원활하게 이루어졌는지를 검사하기 위하여 실시한 라만 분석 결과를 도시한 그래프이다.
도 6a 내지 도 6d, 도 7a 내지 도 7d는 도 3의 그래핀 다매 합성 장치를 이용하여 합성된 그래핀의 면저항을 측정한 결과를 도시한 그래프이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 촉매 금속 지지 장치의 개략적인 사시도이다.
도 9는 도 8의 촉매 금속 지지 장치를 구비하는 그래핀 다매 합성 장치의 일부 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 10은 도 8의 촉매 금속 지지 장치의 일부 구성요소의 일 변형 예를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 11은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 촉매 금속 지지 장치의 개략적인 사시도이다.
도 12는 도 11의 촉매 금속 지지 장치를 구비하는 그래핀 다매 합성 장치의 일부를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 13은 본 발명의 다른 일 측면에 따른 그래핀 다매 합성 방법을 개략적으로 도시한 흐름도이다.
도 14a 및 도 14b는 도 12의 그래핀 다매 합성 장치에 의해서 그래핀의 합성이 원활하게 이루어졌는지를 검사하기 위하여 실시한 라만 분석 결과를 도시한 그래프이다.
도 15a 및 도 15b, 도 16a 및 도 16b는 도 12의 그래핀 다매 합성 장치에 의해서 합성된 그래핀의 면저항을 측정한 결과를 도시한 그래프이다.
도 17은 도 11의 촉매 금속 지지 장치의 일부 구성요소의 일 변형 예를 개략적으로 도시한 도면이다.1 is a schematic perspective view of a catalytic metal support apparatus according to an embodiment of the present invention.
Fig. 2 is an exploded perspective view schematically showing a part of the catalytic metal support apparatus of Fig. 1; Fig.
FIG. 3 is a schematic view of a graphene multifunctional apparatus having the catalyst metal support apparatus of FIG. 1; FIG.
4 is a flowchart for schematically explaining a graphene duplex synthesis method according to an aspect of the present invention.
FIGS. 5A and 5B are graphs showing Raman analysis results for checking whether graphene synthesis is smoothly performed by the graphene composite apparatus of FIG. 3. FIG.
FIGS. 6A to 6D and FIGS. 7A to 7D are graphs showing the results of measuring the sheet resistance of the graphene synthesized using the graphene multifunctional apparatus of FIG.
8 is a schematic perspective view of a catalytic metal support apparatus according to another embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a schematic view showing a part of the configuration of a graphene multifunction composite apparatus having the catalyst metal support apparatus of FIG. 8. FIG.
Figure 10 is a schematic view of a variant of some of the components of the catalytic metal support apparatus of Figure 8;
11 is a schematic perspective view of a catalytic metal support apparatus according to another embodiment of the present invention.
FIG. 12 is a schematic view showing a part of a graphene multifunctional synthesizing apparatus having the catalytic metal support apparatus of FIG. 11. FIG.
13 is a flowchart schematically showing a graphene duplex synthesis method according to another aspect of the present invention.
FIGS. 14A and 14B are graphs showing Raman analysis results for checking whether graphene synthesis is smoothly performed by the graphene composite apparatus of FIG.
FIGS. 15A and 15B and FIGS. 16A and 16B are graphs showing the results of measurement of the sheet resistance of graphene synthesized by the graphene composite apparatus of FIG.
17 is a view schematically showing a modification of some components of the catalytic metal support apparatus of Fig.
이하 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들에 대해서 설명한다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 촉매 금속 지지 장치의 개략적인 사시도이며, 도 2는 도 1의 촉매 금속 지지 장치의 일부를 개략적으로 도시한 분리 사시도이다. FIG. 1 is a schematic perspective view of a catalytic metal support apparatus according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is an exploded perspective view schematically showing a part of the catalytic metal support apparatus of FIG.
도 1 및 도 2를 참조하면 본 실시예에 따른 촉매 금속 지지 장치(1)는 촉매 금속 필름(200)을 CVD 챔버 내에서 안정적으로 지지하기 위한 것으로서, 베이스부(100), 복수의 지지바(130), 복수의 스페이서(300)를 구비한다. 한편, 본 실시예에서 이용되는 촉매 금속 필름(200)은 화학 기상 증착법으로 그래핀을 합성함에 있어서 촉매의 역할을 하며, 철(Fe), 니켈(Ni), 코발트(Co), 백금(Pt), 이리듐(Ir), 금(Au), 알루미늄(Al), 크롬(Cr), 구리Cu), 마그네슘(Mg), 망간(Mn), 규소(Si), 티타늄(Ti) 또는 루비듐(Ru) 등 적어도 일부를 포함한 소재로 이루어질 수 있다. 본 실시예에서는 촉매 금속 필름(200)으로서 구리 박판을 이용하는 것으로 예를 들어 설명한다. 1 and 2, the catalytic
베이스부(100)는 지지바(130)를 지지하기 위한 것으로, CVD 챔버 내에 고정적으로 설치된다. 베이스부(100)는 챔버 결합부(110), 지지바 설치부(120)를 구비한다. The
챔버 결합부(110)는 촉매 금속 지지 장치(1)가 CVD 챔버 내에서 안정적으로 위치될 수 있도록 CVD 챔버와 결합된다. 챔버 결합부(110)와 CVD 챔버 사이의 결합은 나사 결합, 끼움 결합 등 다양한 형태의 기계적 결합으로 이루어질 수 있다. 또한, 촉매 금속 지지 장치(1)가 챔버의 외부와 전기적 신호를 주고 받을 수 있도록, CVD 챔버에는 전기적 신호를 송수신하기 위한 인터페이스가 마련되고, 챔버 결합부(110)는 그 인터페이스에 전기적으로도 결합될 수 있다. The
지지바 설치부(120)는 복수의 지지바(130)가 결합되는 부분으로, 판상의 형상을 가지고 있다. 지지바 설치부(120)는 챔버 결합부(110)에 결합되며, 챔버 결합부(110)로부터 일 방향으로 돌출되게 배치된다. 지지바 설치부(120)에는 복수의 온도 센서(140)가 장착될 수 있다. 온도 센서(140)에서 측정된 데이터는 CVD 챔버에 마련된 전기적 인터페이스를 통하여 CVD 챔버의 외부로 전송될 수 있다. The supporting
본 실시예에서는 복수의 온도 센서(140)가 지지바 설치부(120)에 장착되어 있지만, 본 발명은 이에 한정하지 않는다. 즉 본 발명에 따르면 온도 센서는 챔버 결합부(110)에 설치될 수도 있다.In the present embodiment, a plurality of
지지바(130)는 베이스부(100)의 지지바 설치부(120)에 결합되며, 지지바 설치부(120)를 중심으로 양측 방향으로 돌출되게 배치된다. 각 지지바(130)의 외주면의 적어도 일부에는 나사가 형성될 수 있다. 복수의 지지바(130)는 촉매 금속 필름(200)이 지지바(130)에 끼워질 수 있도록, 촉매 금속 필름(200)에 형성된 구멍(201,202)에 대응되게 배치된다. 한편, 지지바 설치부(120)의 돌출 방향을 기준으로 할 때, 촉매 금속 필름(200)에 형성된 구멍들 중에서 양측에 위치한 구멍(202)이 가운데 위치한 구멍(201)보다 크게 형성될 수 있는데, 이는 촉매 금속 필름(200)이 CVD 챔버 내에서 열팽창에 하더라도 굴곡이 형성되지 않도록 하기 위함이다. The
스페이서(300)는 촉매 금속 필름(200)과 촉매 금속 필름(200) 사이 및 촉매 금속 필름(200)과 베이스부(100)의 지지바 설치부(120) 사이에 배치되며, 촉매 금속 필름(200)이 서로 접촉하거나 촉매 금속 필름(200)이 베이스부(100)와 접촉하는 것을 방지하는 역할을 할 수 있다. 스페이서(300)는 지지바(130)에 나사 결합될 수 있도록 그 내측 구멍의 내면에 나사가 형성될 수 있다. 스페이서(300)는 촉매 금속 필름(200)과 교번되게 지지바(130)에 끼워짐으로써 촉매 금속 필름(200)들 사이에 배치될 수 있다. The
다음으로 본 실시예의 촉매 금속 지지 장치(1)를 구비하는 그래핀 다매 합성 장치(10)에 대해서 설명한다. Next, a description will be given of a graphene multifiber
도 3은 도 1의 촉매 금속 지지 장치(1)를 구비하는 그래핀 다매 합성 장치(10)를 개략적으로 도시한 도면이다. FIG. 3 is a schematic view of a graphene multifiber
도 3을 참조하면, 본 실시예의 그래핀 다매 합성 장치(10)는 CVD 챔버(400)와, 도 1의 촉매 금속 지지 장치(1)와, 서셉터(600) 및 가열원(500)을 구비한다. 3, the graphene
CVD 챔버(400)는 내부에 공간을 구비하며, 가스 주입부(410) 및 가스 유출부(420)를 구비한다. CVD 챔버(400)의 가스 주입부(410)로는 그래핀 합성을 위한 원료 가스(G), 예컨대 아르곤, 수소 및 메탄의 혼합 가스가 주입된다. 가스 주입부(410)는 촉매 금속 지지 장치(1)에 설치된 촉매 금속 필름(200)들 사이 사이로 원료 가스(G)가 통과할 수 있도록, 촉매 금속 지지 장치(1)의 측면, 상측 또는 하측에 배치될 수 있다. 가스 유출부(420)는 CVD 챔버(400)로 주입된 원료 가스(G)가 촉매 금속 필름(200)과 접촉한 이후에 CVD 챔버(400)에서 빠져나갈 수 있도록, 촉매 금속 지지 장치(1)를 중심으로 가스 주입부(410)의 반대편에 위치될 수 있다. The
촉매 금속 지지 장치(1)는 CVD 챔버(400)의 내부에 배치되며, 그 베이스부(100)가 CVD 챔버(400)와 결합되어 위치가 고정된다. 따라서 촉매 금속 지지 장치(1)는 원료 가스(G)의 주입 시에도 안정적으로 그 위치를 유지할 수 있다. 촉매 금속 지지 장치(1)의 구성은 앞서 설명한 바와 같다. The catalytic
서셉터(600)는 촉매 금속 지지 장치(1)를 사이에 두고 양측으로 배치되며, 가열원(500)에서 발생한 열을 촉매 금속 지지 장치로 전달한다. 서셉터(600)는 면상으로 형성되어 가열원(500)에서 발생한 열이 공간적으로 균일하게 전파되도록 할 수 있다. 즉, 서셉터(600) 사이의 공간은 전체적으로 균일하게 가열되며, 그 사이에 배치되는 촉매 금속 필름(200)들 역시 골고루 균일하게 가열될 수 있다. The
가열원(500)은 CVD 챔버(400)의 내부를 가열하기 위한 것으로, 전기 에너지를 이용하여 복사열을 방출함으로써 CVD 챔버(400)의 내부를 가열하는 것일 수 있다. 가열원(500)은 촉매 금속 필름(200)의 표면에서 그래핀이 합성될 수 있도록, CVD 챔버(400)를 섭씨 1000도 이상으로 가열할 수 있다. 가열원(500)에서 발생한 열은 서셉터(600)를 거쳐 촉매 금속 지지 장치(1)로 전달되므로, CVD 챔버(400) 내의 특정 부분이 집중적으로 가열되는 것을 방지하며 CVD 챔버(400) 내부가 전체적으로 균일하게 가열되도록 할 수 있다. The
다음으로 본 발명의 다른 일 측면에 따른 그래핀 다매 합성 방법에 대해서, 상술한 그래핀 다매 합성 장치를 이용하는 것으로 예를 들어 설명한다. Next, a method of synthesizing graphene complexes according to another aspect of the present invention will be described by using the above-described graphene composite synthesis apparatus.
도 4는 본 발명의 일 측면에 따른 그래핀 다매 합성 방법을 개략적으로 설명한 흐름도이다. 4 is a flow chart schematically illustrating a method of synthesizing graphene fibers according to an aspect of the present invention.
도 4를 참조하면 본 실시예의 그래핀 다매 합성 방법은, 복수의 촉매 금속 필름(200)을 평행적으로 배치하는 단계(S10)와, 복수의 촉매 금속 필름(200) 사이에 스페이서(300)를 배치하는 단계(S20)와, CVD 챔버(400)의 내부를 가열하는 단계(S30)와, CVD 챔버(400) 내에 원료 가스(G)를 주입하는 단계(S40)를 포함한다. Referring to FIG. 4, the method of synthesizing graphene in the present embodiment includes a step (S10) of arranging a plurality of
복수의 촉매 금속 필름(200)을 평행적으로 배치하는 단계(S10)는, 상술한 촉매 금속 지지 장치(1)의 지지바(130)에 복수의 촉매 금속 필름(200)을 설치하는 단계이다. 복수의 촉매 금속 필름(200)을 CVD 챔버(400)의 내부에 배치하는 과정은 CVD 챔버(400) 내부에 촉매 금속 지지 장치(1)를 안치한 다음 이에 촉매 금속 필름(200)을 설치하는 방법으로 수행될 수도 있고, CVD 챔버(400)의 외부에서 촉매 금속 필름(200)을 촉매 금속 지지 장치(1)에 설치한 다음 촉매 금속 필름(200)이 설치된 촉매 금속 지지 장치(1)를 CVD 챔버(400)로 삽입하는 방법으로 수행될 수도 있다. Step S10 of arranging the plurality of
복수의 촉매 금속 필름(200) 사이에 스페이서(300)를 배치하는 단계(S20)는, 복수의 촉매 금속 필름(200) 사이 사이에 스페이서(300)를 배치하는 단계로서, 복수의 촉매 금속 필름(200)을 평행적으로 배치하는 단계(S10)와 함께 수행된다. 즉, 본 단계는 복수의 촉매 금속 필름(200)을 촉매 금속 지지 장치에 설치하면서 각 촉매 금속 필름(200)들 사이에 스페이서(300)를 설치하는 형태로 수행될 수 있다. The step S20 of placing the
한편, 본 실시예에서는 스페이서(300)를 배치하는 단계(S20)가 복수의 촉매 금속 필름(200)을 평행적으로 배치하는 단계(S10)와 동시에 수행되는 것으로 설명하였으나 이와는 달리 스페이서(300)를 배치하는 단계(S20)는, 복수의 촉매 금속 필름(200)을 촉매 금속 지지 장치(1)에 설치한 이후에 수행될 수도 있다. 예컨대, 스페이서(300)가 C자형으로 형성되어 지지바(130)에 측접근 결합이 가능한 형태라면, 복수의 촉매 금속 필름(200)을 촉매 금속 지지 장치(1)에 평행적으로 설치한 다음, 스페이서(300)를 촉매 금속 필름(200) 사이의 지지바(130)에 측접근 결합시키는 방식으로 스페이서(300)를 촉매 금속 필름(200)들 사이에 위치시킬 수도 있는 것이다. Meanwhile, in the present embodiment, the step S20 of arranging the
CVD 챔버(400)의 내부를 가열하는 단계(S30)는, CVD 챔버(400) 내부에 촉매 금속 필름(200)이 설치된 촉매 금속 지지 장치(1)를 배치한 상태에서 가열원(500)을 작동시켜 CVD 챔버(400)의 내부를 그래핀 합성 온도까지 상승시키는 단계이다. The step S30 of heating the inside of the
CVD 챔버 내에 원료가스를 주입하는 단계(S40)는 고온 환경이 조성된 CVD 챔버(400) 내에 그래핀 합성을 위한 원료 가스(G)를 주입하는 단계이다. 주입된 원료 가스(G)는 촉매 금속 지지 장치(1)에 설치된 촉매 금속 필름(200)들 사이의 공간으로 유동되며, 촉매 금속 필름(200)의 표면과 접촉되면서 화학 반응을 일으키게 된다. 이에 따라 촉매 금속 필름(200)의 표면에는 박막 형태의 그래핀이 합성된다. 그래핀 합성 반응 이후의 가스는 가스 유출부(420)를 통하여 CVD 챔버(400)의 외부로 유출된다. CVD 챔버 내에 원료 가스를 주입하는 단계(S40)는 상황에 따라서 CVD 챔버(400)의 내부를 가열하는 단계(S30) 이후, 또는 동시에 수행될 수도 있다.The step of injecting the raw material gas into the CVD chamber (S40) is a step of injecting the raw material gas (G) for synthesis of graphene into the
이상의 단계를 거침으로써 촉매 금속 지지 장치(1)에 설치된 각 촉매 금속 필름(200)의 양 표면에 박막 형태의 그래핀이 합성될 수 있다. 즉, 여러 장의 그래핀이 한 번의 화학 기상 증착 공정을 통하여 동시에 합성될 수 있는 것이다. By performing the above steps, thin film type graphenes can be synthesized on both surfaces of each
본 출원인은 상술한 방법에 따른 그래핀 합성 방법의 효과를 실제로 확인하기 위하여, 라만 분석 및 합성된 그래핀의 면저항을 측정하는 시험을 수행하였다. 본 출원인에 의한 시험에서는 상기의 촉매 금속 지지 장치(1)의 베이스부(100)의 지지바 설치부(120)를 중심으로 양측으로 두 장씩, 총 네 장의 촉매 금속 필름(200)을 배치하고 CVD 공정을 수행하는 것으로 하였다. In order to actually confirm the effect of the graphene synthesis method according to the above-described method, the present applicant conducted a test to measure the sheet resistance of the graphene analyzed and the synthesized graphene. In the test by the present applicant, four
도 5a 및 도 5b는 각각 라만 분석을 결과를 도시한 것으로, 5a는 베이스부(100)를 중심으로 좌측에 배치된 두 장의 촉매 금속 필름(200)의 라만 분석 결과이며, 도 5b는 베이스부(100)를 중심으로 우측에 배치된 두 장의 촉매 금속 필름(200)의 라만 분석 결과이다. 도 5a 및 도 5b의 라만 분석 결과에 따르면, 총 네 장의 촉매 금속 필름(200)의 양면에 단일층 두께의 그래핀이 성공적으로 형성되었음을 알 수 있다. FIGS. 5A and 5B show the results of Raman analysis, wherein 5a is the Raman analysis result of the two
도 6a 내지 도 6d, 도 7a 내지 도 7d는 각각 합성된 그래핀의 면저항 값을 도시한 것이다. 더욱 구체적으로, 도 6a 및 도 6b는 각각 베이스부(100)를 중심으로 좌측 가장자리에 배치된 촉매 금속 필름(200)의 일면 및 타면에 형성된 그래핀의 면저항 값을 도시한 것이고, 도 6c 및 도 6d는 각각 베이스부(100)에 인접한 좌측에 배치된 촉매 금속 필름(200)의 일면 및 타면에 형성된 그래핀의 면저항 값을 도시한 것이다. 또한, 도 7a 및 도 7b는 각각 베이스부(100)를 중심으로 우측 가장자리에 배치된 촉매 금속 필름(200)의 일면 및 타면에 형성된 그래핀의 면저항 값을 도시한 것이고, 도 7c 및 도 7d는 각각 베이스부(100)에 인접한 우측에 배치된 촉매 금속 필름(200)의 일면 및 타면에 형성된 그래핀의 면저항 값을 도시한 것이다. Figs. 6A to 6D and Figs. 7A to 7D show sheet resistance values of the graphenes synthesized, respectively. More specifically, FIGS. 6A and 6B show sheet resistance values of graphene formed on one surface and the other surface of the
도 6a 내지 도 6d, 도 7a 내지 도 7d를 참조하면, 총 네 장의 촉매 금속 필름(200)의 양면에서 합성된 그래핀은 우수한 면저항 특성을 가짐을 알 수 있다. 이는 본 실시예의 촉매 금속 지지 장치(1)에 의해서 촉매 금속 필름(200)들 간의 간격이 안정적으로 유지되기 때문으로 파악된다. 즉, 원료 가스(G)의 유동 및 촉매 금속 필름(200)의 열 팽창에도 불구하고 촉매 금속 필름(200)은 서로 접촉되지 않기 때문에 촉매 금속 필름(200)의 표면에 그래핀이 균일하게 형성될 수 있는 것이다. Referring to Figs. 6A to 6D and Figs. 7A to 7D, it can be seen that graphene synthesized on both sides of a total of four
다만, 도 6a 내지 도 6d를 참조하면 베이스부(100) 좌측의 촉매 금속 필름(200)에서 합성된 그래핀은 면저항 값에 편차가 다소 있는 것으로 나타났는데, 베이스부(100) 우측의 촉매 금속 필름(200)에서 합성된 그래핀의 경우는 편차가 없는 것으로 확인되었으므로, 베이스부(100) 좌측의 촉매 금속 필름(200)에서 합성된 그래핀은 면저항 값의 편차는 촉매 금속 필름(200)의 취급에 따른 구김 등에 의한 면저항의 편차에 불과한 것으로 파악된다. 6A to 6D, the graphene synthesized on the
다음으로 본 발명의 다른 실시예에 따른 실시예에 따른 촉매 금속 지지 장치에 대해서 설명한다. Next, a catalyst metal supporting apparatus according to another embodiment of the present invention will be described.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 실시예에 따른 촉매 금속 지지 장치의 개략적인 분리 사시도이다. 8 is a schematic exploded perspective view of a catalytic metal support apparatus according to another embodiment of the present invention.
도 8을 참조하면, 본 실시예의 촉매 금속 지지 장치(2)도 베이스부(100), 복수의 지지바(130), 복수의 스페이서(301,302)를 구비한다. 본 실시예의 베이스부(101), 지지바(130), 스페이서(301,302)는 도 1의 촉매 금속 지지 장치(1)의 베이스부(100), 지지바(130) 및 스페이서(300)와 기능 및 역할이 유사하므로 중복적인 설명은 생략하고 차이점을 위주로 설명하도록 한다.8, the catalytic
베이스부(101)는 챔버 결합부(111)와, 지지바 설치부(121)를 구비한다. 챔버 결합부(111)는 CVD 챔버에 결합되는 부분이며, 복수의 온도 센서(140)가 배치될 수 있다. 지지바 설치부(121)는 챔버 결합부(111)에 결합되며 상하로 분리된 형태를 가진다. 지지바 설치부(121)가 상하로 분리된 형태를 가지므로 지지바 설치부(121)에 인접한 양측의 촉매 금속 필름(200) 사이의 공간으로 원료 가스가 더욱 용이하게 유동될 수 있다. The
본 실시예에서는 복수의 온도 센서(140)가 챔버 결합부(111)에 장착되어 있지만, 본 발명은 이에 한정하지 않는다. 즉 본 발명에 따르면 온도 센서는 지지바 설치부(120)에 설치될 수도 있다.In this embodiment, a plurality of
복수의 지지바(130)는 지지바 설치부(121)의 양측으로 돌출되게 배치되며, 그 단부측에만 나사(132)가 형성될 수 있다. 본 실시예에 따르면 지지바(130)의 단부측에만 나사가 형성되지만, 본 발명은 이에 한정하지 않는다. 즉 본 발명에 따르면 지지바(130)의 일부 또는 전체에 나사가 형성될 수도 있다. The plurality of support bars 130 are disposed to protrude from both sides of the support
스페이서(301,302)는 프레임 스페이서(301)와 스페이서(302)를 구비한다. The
프레임 스페이서(301)는 가운데에 관통공(3011)이 형성되어 있으며, 촉매 금속 필름(200)의 가장 자리에 대응되는 형상으로 형성되어 있다. 프레임 스페이서(301)의 가장자리에는 복수 개의 구멍이 형성되어 그 구멍에 지지바(130)가 끼워져 설치된다. 프레임 스페이서(301)는 촉매 금속 필름(200)의 사이, 및 촉매 금속 필름(200)과 베이스부(101)의 지지바 설치부(121) 사이에 배치된다. 따라서 서로 이웃하는 촉매 금속 필름(200)은 프레임 스페이서(301)의 관통공(3011)을 통하여 서로 대면하게 된다. The
스페이서(302)는 프레임 스페이서(301)와 촉매 금속 필름(200)의 사이 및 프레임 스페이서(301)와 베이스부(101)의 지지바 설치부(121) 사이에 배치되며, 지지바(130)에 끼워져 결합된다. 이와 같이 프레임 스페이서(301)의 사이에 스페이서(302)가 배치되므로 이웃하는 프레임 스페이서(301)들은 서로 이격된다. The
이와 같이 촉매 금속 필름(200)의 가장 자리에 대응되는 형상의 프레임 스페이서(301)가 촉매 금속 필름(200) 사이에 배치되므로 촉매 금속 필름이 움직이면서 상호 접촉되는 것이 더욱 효과적으로 차단될 수 있다. Since the
본 실시예의 촉매 금속 지지 장치(2)도 그래핀 다매 합성 장치에 채용될 수 있다. 도 9는 상술한 금속 지지 장치(2)를 구비하는 그래핀 다매 합성 장치에 있어서, CVD 챔버와 가열원을 제외한 일부 구성만을 개략적으로 도시한 도면이다. CVD 챔버와 가열원은 도 3의 그래핀 다매 합성 장치(10)의 그것과 실질적으로 동일하므로 이에 대한 중복적인 설명은 생략한다. The catalytic
도 9를 참조하면, 이격된 프레임 스페이서(301) 사이의 공간은 이후 화학 기상 증착 공정에서 원료 가스(G)가 유동할 수 있는 공간이 된다. 프레임 스페이서(301) 사이의 공간은 촉매 금속 필름(200)과 맞닿아 있으므로 원료 가스(G)는 원활하게 촉매 금속 필름(200)의 표면과 접촉할 수 있게 된다. 따라서 본 실시예의 그래핀 다매 합성 장치에 의하더라도 각 촉매 금속 필름(200)의 양 표면에 그래핀이 원활하게 합성될 수 있다. Referring to FIG. 9, the space between the spaced
한편, 프레임 스페이서(301)는 다양한 형태로 변형이 가능하다. 도 10은 프레임 스페이서의 변형된 형태의 일례를 개략적으로 도시한 것으로, 도 10에 도시된 바와 같이 프레임 스페이서(303)는 지지바(130)에 끼워지는 형태가 아니라 지지바(130)의 상측에 놓여지는 형태로 형성될 수도 있다. 즉, 관통공(3031)의 상측이 지지바(130)에 놓여지고, 프레임 스페이서(303)의 하측이 지지바(130)에 놓여지는 형태일 수도 있다. 이때 프레임 스페이서(303)의 지지바(130)에 대응되는 부분에는 홈이 형성되어 지지바(130)가 끼워지는 형태로 구성될 수도 있다. 이 경우 프레임 스페이서(303)는 지지바(130)에 대해서 요동하지 않고 안정적으로 위치가 유지될 수 있다. Meanwhile, the
다음으로 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 촉매 금속 지지 장치에 대해서 설명한다. Next, a catalyst metal supporting apparatus according to another embodiment of the present invention will be described.
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 촉매 금속 지지 장치(3)를 개략적으로 도시한 사시도이다. 도 11을 참조하면 본 실시예의 촉매 금속 지지 장치(3)는, 베이스부(101) 및 프레임(305)을 구비한다. 11 is a perspective view schematically showing a catalytic
베이스부(101)는 도 8의 촉매 금속 지지 장치(2)의 베이스부(101)와 실질적으로 유사하므로 이에 대한 중복적인 설명은 생략한다. 다만, 본 실시예의 베이스부(101)의 경우, 온도 센서(142)가 챔버 결합부(111)에 촉매 금속 필름(200)의 중심 부분에 대응되는 곳까지 돌출되도록 배치된다. 이와 같이 온도 센서가 배치되면, 촉매 금속 필름(200) 중심 부분의 온도를 더욱 효과적으로 측정할 수 있다. 본 실시예에 따르면 온도 센서(142)가 챔버 결합부(111)에 설치되지만, 본 발명은 이에 한정하지 않는다. 즉 본 발명에 따르면 온도 센서(142)는 지지바 설치부(121)에 설치될 수도 있다.The
프레임(305)은 내측에 관통 공간을 구비한다. 프레임(305)의 전면 및 후면에는 지지바(130)의 길이 방향으로 돌출되는 복수의 돌출부(3052)가 형성되며, 돌출부(3052)에는 지지바(130)가 끼워져 설치될 수 있도록 결합공이 형성되어 있다. 즉, 돌출부(3052)를 지지바(130)에 끼워줌으로써 프레임(305)은 지지바(130)에 설치되며, 돌출부(3052)에 의해서 서로 인접한 프레임(305)들의 돌출부(3052) 이외의 부분은 서로 이격된다.The
프레임(305) 가운데의 관통 공간에는 촉매 금속 필름(200)이 배치된다. 이때, 촉매 금속 필름(200)을 프레임(305)의 관통 공간에 배치하도록 지지하기 위해 고정 부재(3054)를 사용하여 촉매 금속 필름(200)을 프레임(305)에 고정한다. 고정 부재로는 고온의 CVD 챔버 환경 내에서도 안정적으로 촉매 금속 필름(200)과 프레임(305)을 상호 결합시킬 수 있는 것이면 어떠한 것이든지 가능하다. 예컨대 고정 부재(3054)로는 구리 와이어가 사용될 수 있으며, 촉매 금속 필름(200)의 구멍(201)에 끼워지면서 촉매 금속 필름(200)을 프레임(305)에 결합시키는 것일 수 있다.A catalytic metal film (200) is disposed in the through space in the middle of the frame (305). At this time, the
복수의 지지바(130)는 지지바 설치부(121)의 양측으로 돌출되게 배치되며, 그 단부측에만 나사가 형성될 수 있다. 본 실시예에 따르면 지지바(130)의 단부측에만 나사가 형성되지만, 본 발명은 이에 한정하지 않는다. 즉 본 발명에 따르면 지지바(130)의 일부 또는 전체에 나사가 형성될 수도 있다.The plurality of support bars 130 are arranged to protrude from both sides of the support
촉매 금속 필름(200)이 설치된 복수의 프레임(305)이 준비되면, 이를 지지바(130)에 차례로 끼워준다. 그리고 지지바(130)의 단부측에 너트(3056)를 결합시켜 줌으로써 프레임(305)이 지지바(130)에서 이탈되지 않도록 해줄 수 있다. When a plurality of
본 실시예의 촉매 금속 지지 장치(3)도 그래핀 다매 합성 장치에 채용될 수 있다. 도 12는 도 11의 촉매 금속 지지 장치(3)를 구비한 그래핀 다매 합성 장치에 있어서, CVD 챔버와 가열원을 제외한 일부 구성만을 개략적으로 도시한 것이다. CVD 챔버와 가열원은 도 3의 그것과 실질적으로 동일하므로 이에 대한 설명은 생략한다. The catalytic
도 12를 참조하면, 각 프레임(305)들은 돌출부(3052)에 의해서 그 내측 부분이 서로 이격된다. 또한 각 프레임(305) 내측의 관통 공간에는 촉매 금속 필름(200)이 배치되므로 각 촉매 금속 필름(200)들도 서로 이격된다. 각 촉매 금속 필름(200)들 사이의 공간으로는 원료 가스(G)가 유동될 수 있다. 따라서 원료 가스(G)는 각 촉매 금속 필름(200)의 양면과 원활하게 접촉될 수 있다. 따라서 본 실시예의 그래핀 다매 합성 장치를 이용하여 화학 기상 증착법을 수행하는 경우에 각 촉매 금속 필름(200)의 양면에서 그래핀이 효과적으로 합성될 수 있다. Referring to Fig. 12, each of the
도 13은 본 발명의 일 측면에 따른 그래핀 다매 합성 방법을 개략적으로 도시한 흐름도로, 상술한 그래핀 다매 합성 장치가 사용될 수 있다. 도 13를 참조하면, 본 발명의 일 측면에 따른 그래핀 다매 합성 방법은, 촉매 금속 필름(200)을 프레임(305)에 설치하는 단계(S11), 복수의 프레임(305)을 CVD 챔버 내에 평행적으로 배치하는 단계(S21), CVD 챔버의 내부를 가열하는 단계(S30), CVD 챔버 내에 원료 가스를 주입하는 단계(S40)를 포함할 수 있다. FIG. 13 is a flowchart schematically showing a graphene duplex synthesizing method according to an aspect of the present invention, wherein the graphene multiplex synthesizing apparatus described above can be used. Referring to FIG. 13, a method of synthesizing graphene fibers according to an aspect of the present invention includes a step (S11) of installing a
촉매 금속 필름(200)을 프레임에 설치하는 단계(S11)는 프레임(305)의 관통 공간에 촉매 금속 필름(200)을 배치하고 고정 부재(3054)로 촉매 금속 필름(200)과 프레임(305)을 상호 고정시키는 단계이다. 복수의 프레임(305)에 대해서 본 작업을 반복함으로써 복수의 프레임(305)의 각각에 촉매 금속 필름(200)이 결합되도록 한다. In the step S11 of installing the
복수의 프레임(305)을 CVD 챔버 내에 평행적으로 배치하는 단계(S21)는, 촉매 금속 필름(200)이 결합된 복수의 프레임(305)을 베이스부(101)의 지지바(130)에 결합시키고 촉매 금속 지지 장치를 CVD 챔버 내에 배치하는 단계이다. 이때 베이스부(101)의 지지바(130)에 결합된 복수의 프레임(305)은 상호 평행적으로 배치되며, 돌출부(3052) 이외의 부분이 상호 이격된다. The step S21 of arranging the plurality of
CVD 챔버의 내부를 가열하는 단계(S30) 및 CVD 챔버 내에 원료 가스를 주입하는 단계(S40)는 CVD 챔버의 내부에 배치된 촉매 금속 지지 장치를 가열하고 이에 원료 가스를 분사하여 촉매 금속 지지 장치에 결합된 촉매 금속 필름(200)의 표면에 그래핀이 합성되도록 하는 단계이다. 각 프레임 사이에는 이격 공간이 형성되어 있으므로 그 사이로 원료 가스가 유동되면서 촉매 금속 필름(200)에 접촉되어 그래핀이 원활하게 합성될 수 있다. The step of heating the inside of the CVD chamber (S30) and the step of injecting the raw material gas (S40) into the CVD chamber are performed by heating the catalyst metal support apparatus disposed inside the CVD chamber and spraying the raw gas into the catalyst metal support apparatus So that graphene is synthesized on the surface of the combined
본 출원인은 상술한 방법에 따른 그래핀 다매 합성 방법의 효과를 실제로 확인하기 위하여, 라만 분석 및 합성된 그래핀의 면저항을 측정하는 시험을 수행하였다. 본 출원인에 의한 시험에서는 상기의 촉매 금속 지지 장치(3)의 베이스부(101)의 지지바 설치부(121)를 중심으로 양측으로 두 장씩, 총 네 장의 촉매 금속 필름(200)을 배치하고 CVD 공정을 수행하는 것으로 하였다. Applicants have conducted a Raman analysis and a test to measure the sheet resistance of the synthesized graphene in order to actually confirm the effect of the graphene shortage synthesis method according to the above-mentioned method. In the test by the present applicant, four
도 14a 및 도 14b는 각각 라만 분석을 결과를 도시한 것으로, 14a는 베이스부(101)를 중심으로 좌측에 배치된 두 장의 촉매 금속 필름(200)의 라만 분석 결과이며, 도 4b는 베이스부(101)를 중심으로 우측에 배치된 두 장의 촉매 금속 필름(200)의 라만 분석 결과이다. 도 14a 및 도 14b의 라만 분석 결과에 따르면, 총 네 장의 촉매 금속 필름(200)의 양면에 단일층 두께의 그래핀이 성공적으로 형성되었음을 알 수 있다.Figs. 14A and 14B show the results of Raman analysis, where 14a is the Raman analysis result of the two
도 15a 및 도 15b, 도 16a 및 도 16b는 합성된 그래핀의 면저항 값을 도시한 것이다. 더욱 구체적으로, 도 15a는 베이스부(101)를 중심으로 좌측 가장자리에 배치된 촉매 금속 필름(200)의 일면에 형성된 그래핀의 면저항 값을 도시한 것이고, 도 15b는 베이스부(101)에 인접한 좌측에 배치된 촉매 금속 필름(200)의 일면에 형성된 그래핀의 면저항 값을 도시한 것이다. 또한, 도 16a는 베이스부(101)를 중심으로 우측 가장자리에 배치된 촉매 금속 필름(200)의 일면에 형성된 그래핀의 면저항 값을 도시한 것이고, 도 16b는 베이스부(101)에 인접한 우측에 배치된 촉매 금속 필름(200)의 일면에 형성된 그래핀의 면저항 값을 도시한 것이다. 한편, 각 촉매 금속 필름(200)의 양면에 형성된 그래핀의 특성은 매우 유사한 값을 가지므로 각 촉매 금속 필름(200)의 일면의 그래핀에 대해서만 측정 결과를 기술하였다.Figs. 15A and 15B and Figs. 16A and 16B show the sheet resistance values of the synthesized graphene. More specifically, FIG. 15A shows the sheet resistance values of graphene formed on one surface of the
또한, 촉매 금속 필름(200)의 표면에서 합성된 그래핀의 면저항 값에 대한 평균, 표준편차, 최소, 최대값도 구하였으며 이는 아래의 표 1에서 확인할 수 있다. The mean, standard deviation, minimum and maximum values of the sheet resistance values of the graphene synthesized on the surface of the
면저항 측정 결과, 4장 모두 평균 300~380 Ohm/sq.(STDEV 5~15%) 수준으로 그래핀이 비교적 균일한 품질을 가지는 것으로 확인되었다. As a result of the sheet resistance measurement, graphene was found to have relatively uniform quality at an average of 300 ~ 380 Ohm / sq. (STDEV 5 ~ 15%) in all four sheets.
즉, 본 실시예의 그래핀 다매 합성 방법에 따르면, 여러 장의 그래핀이 효과적으로 합성될 수 있음을 알 수 있다. 이는 프레임(305)이 촉매 금속 필름(200)을 서로 이격되게 안정적으로 지지하고 있어서 촉매 금속 필름(200)이 변형되거나 서로 달라붙는 현상이 효과적으로 방지되기 때문으로 파악된다. That is, according to the graphene multiple synthesis method of this embodiment, it is understood that several graphenes can be effectively synthesized. This is because the
한편, 상술한 촉매 금속 지지 장치(3)의 프레임(305)은 다른 형태로 구성될 수도 있다. 도 17은 촉매 금속 지지 장치(3)의 프레임의 다른 예를 개략적으로 도시한 도면이다. 도 17에 도시된 프레임(307)은, 프레임(307)과 촉매 금속 필름(200)을 결합시키기 위하여 복수의 힌지 부재(3072,3076)를 구비한다. On the other hand, the
힌지 부재(3072,3076)는 프레임(307)의 상측과 하측에 배치되며, 그 각각은 일측이 프레임(307)에 힌지로 결합되며 타측(3074)은 촉매 금속 필름(200)에 형성되어 있는 구멍(201)에 끼워진다. The
프레임(307)의 상측에 위치한 한 쌍의 힌지 부재(3072)의 힌지부(3073)의 위치는, 프레임(307)의 상측에 위치한 한 쌍의 힌지 부재(3072)의 타측이 설치되는 촉매 금속 필름(200)의 구멍(201)의 위치보다 외측에 배치된다. 즉 프레임(307)의 상측에 위치한 한 쌍의 힌지 부재(3072)는 프레임(307)과 힌지 결합되는 힌지부(3073)가 촉매 금속 필름(200)의 구멍(201)의 위치보다 외측에 위치된다. 따라서 프레임(307) 상측의 힌지 부재(3072)는 자중에 의해서 촉매 금속 필름(200)의 구멍(201)에 끼워진 단부(3074)가 벌어지는 방향, 즉 도 17에서 화살표로 표시된 방향으로 힘을 받게 된다.The position of the
또한, 프레임(307)의 하측에 위치한 한 쌍의 힌지 부재(3076)의 힌지부(3077)의 위치는, 프레임(307)의 하측에 위치한 한 쌍의 힌지 부재(3076)의 타측이 설치되는 촉매 금속 필름(200)의 구멍(201)의 위치보다 내측에 배치된다. 즉 프레임(307)의 하측에 위치한 한 쌍의 힌지 부재(3076)는 프레임(307)과 힌지 결합되는 힌지부(3077)가 촉매 금속 필름(200)의 구멍(201)의 위치보다 내측에 위치된다. 따라서 프레임(307) 하측의 힌지 부재(3076)는 자중에 의해서 촉매 금속 필름(200)의 구멍(201)에 끼워진 단부(3078)가 벌어지는 방향, 즉 도 17에서 화살표로 표시된 방향으로 힘을 받게 된다. The position of the
이와 같이 힌지 부재(3072,3076)가 외측으로 벌어지는 방향, 즉 촉매 금속 필름(200)을 펴주는 방향으로 중력을 받게 되므로, 촉매 금속 필름(200)이 고온의 CVD 챔버 내에서 열 팽창될 때 이를 효과적으로 펴주게 된다. 따라서 촉매 금속 필름(200)이 열 팽창되면서 굴곡이 형성되거나 구겨지는 현상이 효과적으로 억제될 수 있다. 그러므로 화학 기상 증착 공정에서 촉매 금속 필름(200)의 평탄성이 효과적으로 유지되고, 그 표면에서 합성되는 그래핀 역시 균일하게 형성될 수 있다. Since the
한편, 상기의 프레임(307)은 좌우측의 힌지 부재(3072,3076)가 모두 프레임(307)에 힌지 결합되는 것으로 설명하였으나, 좌측 또는 우측 중 하나는 프레임에 고정되고 다른 하나만 프레임(307)에 힌지 결합되는 것일 수도 있다. The left and
이상에서 본 발명의 일부 실시예에 대해서 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상의 범주 내에서 다양한 형태로 구체화될 수 있다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments.
1,2,3,4 ... 촉매 금속 지지 장치 10,20 ... 그래핀 다매 합성 장치
100,101 ... 베이스부 130 ... 지지바
200 ... 촉매 금속 필름 300 ... 스페이서
400 ... CVD 챔버 500 ... 가열원
600 ... 서셉터 G ... 원료 가스1,2,3,4 ... Catalytic
100, 101 ...
200 ...
400 ...
600 ... Susceptor G ... Raw gas
Claims (8)
상기 챔버 결합부에 설치되며 상기 챔버 결합부로부터 일 방향으로 돌출되게 배치되는 지지바 설치부;
상기 지지바 설치부에 설치되며, 상기 지지바 설치부를 중심으로 양측 방향으로 돌출되게 배치되는 복수 개의 지지바;
상기 지지바에 설치되도록 각각 복수의 구멍이 형성되는 복수 개의 촉매 금속 필름; 및
상기 촉매 금속 필름과 상기 지지바 설치부 사이 및 상기 촉매 금속 필름들 사이 중 적어도 어느 한 곳에 배치되며, 상기 지지바에 설치되도록 구멍이 형성된 복수 개의 스페이서;를 포함하는 그래핀 다매 합성을 위한 촉매 금속 지지 장치.A chamber coupling portion for coupling with the chemical vapor deposition chamber;
A support bar installation part installed in the chamber connection part and arranged to protrude from the chamber connection part in one direction;
A plurality of support bars installed on the support bar mounting portions and disposed to protrude from both sides of the support bar mounting portions;
A plurality of catalyst metal films each having a plurality of holes formed in the support bar; And
And a plurality of spacers disposed on at least one of the catalyst metal film and the support bar mounting portion and between the catalyst metal films and having holes formed in the support bar, Device.
상기 지지바 설치부는 상하로 분리된 형상을 가지는 그래핀 다매 합성을 위한 촉매 금속 지지 장치.The method according to claim 1,
Wherein the supporting bar mounting portion has a vertically separated shape.
상기 지지바 설치부의 돌출 방향을 기준으로 할 때, 상기 촉매 금속 필름에 형성된 구멍들 중 양측에 위치한 구멍은, 가운데 위치한 구멍보다 크게 형성되는 그래핀 다매 합성을 위한 촉매 금속 지지 장치.The method according to claim 1,
Wherein the holes located on both sides of the holes formed in the catalyst metal film are formed to be larger than the hole located at the center, with reference to the projecting direction of the support bar mounting portion.
상기 촉매 금속 필름과 상기 지지바 설치부 사이 및 상기 촉매 금속 필름들 사이 중 적어도 어느 한 곳에 배치되며, 상기 지지바에 설치되도록 구멍이 형성된 복수 개의 프레임 스페이서를 더 포함하는 그래핀 다매 합성을 위한 촉매 금속 지지 장치.The method according to claim 1,
Further comprising a plurality of frame spacers disposed at least at any one of between the catalyst metal film and the support bar mounting portion and between the catalyst metal films and having holes formed in the support bar, Supporting device.
상기 프레임 스페이서는 가운데에 관통공이 형성되어 있으며,
상기 관통공을 통하여 상기 이웃하는 촉매 금속 필름이 서로 대면하도록 배치되는 그래핀 다매 합성을 위한 촉매 금속 지지 장치.5. The method of claim 4,
The frame spacer has a through hole formed in the center thereof,
And the neighboring catalyst metal films are arranged to face each other through the through holes.
상기 챔버 결합부에 설치되며 상기 챔버 결합부로부터 일 방향으로 돌출되게 배치되는 지지바 설치부;
상기 지지바 설치부에 설치되며, 상기 지지바 설치부를 중심으로 양측 방향으로 돌출되게 배치되는 복수 개의 지지바;
상기 지지바에 설치되도록 결합공이 형성되고 상기 지지바의 길이 방향으로 돌출되는 복수 개의 돌출부를 구비하며, 내측에 관통 공간이 형성된 프레임;
상기 프레임의 관통 공간에 배치되는 촉매 금속 필름; 및
상기 촉매 금속 필름을 상기 프레임의 관통 공간에 배치하도록 지지하는 고정 부재;를 포함하는 그래핀 다매 합성을 위한 촉매 금속 지지 장치.A chamber coupling portion for coupling with the chemical vapor deposition chamber;
A support bar installation part installed in the chamber connection part and arranged to protrude from the chamber connection part in one direction;
A plurality of support bars installed on the support bar mounting portions and disposed to protrude from both sides of the support bar mounting portions;
A frame having a plurality of protrusions protruding in the longitudinal direction of the support bar and having a through hole formed in the support bar;
A catalytic metal film disposed in a through space of the frame; And
And a fixing member for supporting the catalytic metal film so as to be disposed in the through space of the frame.
상기 지지바 설치부는 상하로 분리된 형상을 가지는 그래핀 다매 합성을 위한 촉매 금속 지지 장치.The method according to claim 6,
Wherein the supporting bar mounting portion has a vertically separated shape.
상기 챔버 결합부에 설치되며 상기 챔버 결합부로부터 일 방향으로 돌출되게 배치되는 지지바 설치부;
상기 지지바 설치부에 설치되며, 상기 지지바 설치부를 중심으로 양측 방향으로 돌출되게 배치되는 복수 개의 지지바;
상기 지지바에 설치되도록 결합공이 형성되고, 내측에 관통 공간이 형성된 프레임;
상기 프레임의 관통 공간에 배치되며, 복수의 구멍이 형성되는 촉매 금속 필름; 및
일측이 상기 프레임에 힌지부로 힌지 결합되며 타측이 상기 촉매 금속 필름의 구멍에 설치되되, 상기 촉매 금속 필름을 펴주는 방향으로 중력을 받는 복수 개의 힌지 부재;를 포함하며,
상기 프레임의 상측에 위치한 한 쌍의 힌지 부재의 힌지부의 위치는, 상기 프레임의 상측에 위치한 한 쌍의 힌지 부재의 타측이 설치되는 상기 촉매 금속 필름의 구멍의 위치보다 외측에 배치되고,
상기 프레임의 하측에 위치한 한 쌍의 힌지 부재의 힌지부의 위치는, 상기 프레임의 하측에 위치한 한 쌍의 힌지 부재의 타측이 설치되는 상기 촉매 금속 필름의 구멍의 위치보다 내측에 배치되는 그래핀 다매 합성을 위한 촉매 금속 지지 장치.A chamber coupling portion for coupling with the chemical vapor deposition chamber;
A support bar installation part installed in the chamber connection part and arranged to protrude from the chamber connection part in one direction;
A plurality of support bars installed on the support bar mounting portions and disposed to protrude from both sides of the support bar mounting portions;
A frame having a coupling hole formed in the support bar and having a through space formed therein;
A catalyst metal film disposed in the through-hole of the frame and having a plurality of holes formed therein; And
And a plurality of hinge members that are hinged to one side of the frame by a hinge portion and the other side of which is installed in an opening of the catalytic metal film and receive gravity in a direction to expose the catalytic metal film,
Wherein a position of the hinge portion of the pair of hinge members located on the upper side of the frame is located outside the position of the hole of the catalytic metal film on which the other side of the pair of hinge members located on the upper side of the frame is provided,
Wherein a position of the hinge portion of the pair of hinge members located below the frame is determined by graphen slurry synthesis which is disposed inside the position of the hole of the catalyst metal film on which the other side of the pair of hinge members located on the lower side of the frame is provided, / RTI >
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020180066073A KR101915207B1 (en) | 2018-06-08 | 2018-06-08 | Catalyst metal supporting apparatus for synthesizing multiple graphene films |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020180066073A KR101915207B1 (en) | 2018-06-08 | 2018-06-08 | Catalyst metal supporting apparatus for synthesizing multiple graphene films |
Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020120097818A Division KR20140030977A (en) | 2012-09-04 | 2012-09-04 | Apparatus for supporting catalyst metal films, apparatus for synthesizing muliple graphene films and method for synthesizing muliple graphene films |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20180068912A KR20180068912A (en) | 2018-06-22 |
KR101915207B1 true KR101915207B1 (en) | 2018-11-05 |
Family
ID=62768676
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020180066073A KR101915207B1 (en) | 2018-06-08 | 2018-06-08 | Catalyst metal supporting apparatus for synthesizing multiple graphene films |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR101915207B1 (en) |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20030140854A1 (en) | 1999-12-28 | 2003-07-31 | Vaino Kilpi | Apparatus for growing thin films |
US20100282164A1 (en) | 2003-12-10 | 2010-11-11 | Micron Technology, Inc. | Methods and systems for controlling temperature during microfeature workpiece processing, e.g., cvd deposition |
-
2018
- 2018-06-08 KR KR1020180066073A patent/KR101915207B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20030140854A1 (en) | 1999-12-28 | 2003-07-31 | Vaino Kilpi | Apparatus for growing thin films |
US20100282164A1 (en) | 2003-12-10 | 2010-11-11 | Micron Technology, Inc. | Methods and systems for controlling temperature during microfeature workpiece processing, e.g., cvd deposition |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR20180068912A (en) | 2018-06-22 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6692875B2 (en) | Method of thermodynamic response sensing for heater systems | |
US7942623B2 (en) | Substrate supporting means having wire and apparatus using the same | |
JP3892609B2 (en) | Hot plate and method for manufacturing semiconductor device | |
JP5307445B2 (en) | Substrate holder and method for manufacturing the same | |
US10845059B2 (en) | Electric oven | |
US20150279619A1 (en) | Substrate Tray and Substrate Processing Apparatus Including Same | |
KR100584189B1 (en) | Substrate-loading instrument having the function of heating a substrate and substrate processing apparatus | |
KR101915207B1 (en) | Catalyst metal supporting apparatus for synthesizing multiple graphene films | |
JP2007501329A (en) | CVD coating equipment | |
JP3911284B1 (en) | Glass substrate heat treatment equipment | |
KR20140030977A (en) | Apparatus for supporting catalyst metal films, apparatus for synthesizing muliple graphene films and method for synthesizing muliple graphene films | |
US8876976B2 (en) | Chemical vapor deposition apparatus for equalizing heating temperature | |
KR101355644B1 (en) | Substrate processing apparatus | |
JP4588653B2 (en) | Substrate mounting mechanism and substrate processing apparatus having substrate heating function | |
JP6392233B2 (en) | Heater assembly | |
KR101573035B1 (en) | Apparatus for processing substrate | |
TW201028489A (en) | Processing apparatus | |
KR20160135343A (en) | Device for depositing nanotubes | |
JP5122840B2 (en) | Heat treatment equipment | |
JP2007309540A (en) | Heating plate, combined heating plate and heating furnace comprising the same | |
KR100814263B1 (en) | Supporting apparatus for shadow frame | |
CN216919355U (en) | Heating furnace | |
KR101079342B1 (en) | Structure for heating device of vacuum furnace | |
TWI481791B (en) | Heater and its manufacturing method | |
JP4947712B2 (en) | Sheet heater |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A107 | Divisional application of patent | ||
A201 | Request for examination | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant |