KR102065048B1 - Analysis method of physical properties of graphene - Google Patents

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Abstract

본 발명은 그래핀 형상에 관련된 물리적 성질(두께, 넓이, 직경, 구겨짐, 평탄도)을 주사형 전자현미경(FE-SEM) 장비를 이용하여 분석하는 방법에 관한 것이다.
본 발명은 「(a) 바닥이 평평한 홈이 다수 형성된 금속기판을 마련하는 단계; (b) 상기 금속기판 상부에 그래핀 시료를 고르게 분산시키는 단계; 및 (c) 상기 금속기판을 주사형 전자현미경(FE-SEM)으로 관찰하는 단계; 를 포함하는 그래핀의 물리적 형상 관찰 방법」을 제공한다.
The present invention relates to a method for analyzing the physical properties (thickness, width, diameter, wrinkle, flatness) related to the graphene shape by using a scanning electron microscope (FE-SEM) equipment.
The present invention provides a method for manufacturing a metal substrate including: (a) providing a metal substrate having a plurality of grooves having a flat bottom; (b) uniformly dispersing a graphene sample on the metal substrate; And (c) observing the metal substrate with a scanning electron microscope (FE-SEM). It provides a method for observing the physical shape of the graphene containing ".

Description

그래핀의 물리적 형상 관찰 방법{Analysis method of physical properties of graphene}{Analysis method of physical properties of graphene}

본 발명은 그래핀 형상에 관련된 물리적 성질(두께, 넓이, 직경, 구겨짐, 평탄도)을 주사형 전자현미경(FE-SEM) 장비를 이용하여 분석하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for analyzing physical properties (thickness, width, diameter, wrinkle, flatness) related to the graphene shape by using a scanning electron microscope (FE-SEM) equipment.

그래핀은 흑연을 화학적으로 박리시켜 제조하는 합성 그래핀(그래핀 산화물, Reduced graphene Oxide), 흑연을 물리적으로 쪼개어 만드는 그래핀 또는 그래핀 나노플레이트 등이 있으며, 이들을 그래핀 패밀리 (Graphene Family)라 통칭한다.Graphene includes synthetic graphene (Reduced Graphene Oxide), which is made by chemically exfoliating graphite, and graphene or graphene nanoplates made by physically breaking graphite, which is called the graphene family. Collectively.

그래핀에 관한 연구 개발의 대부분은 그래핀의 전자구조에 따른 전기전 성질, 광학적 성질, 전자기적 성질 등을 산업적 적용 분야와 관련시켜 이루어지고 있다. 그러나, 그래핀의 성질은 두께, 넓이, 직경, 구겨짐 정도, 평탄도 등의 형태적 특성에 따라서도 많은 차이를 나타낸다.Most of the research and development on graphene has been conducted in relation to industrial applications in terms of electrical properties, optical properties, and electromagnetic properties of the graphene electronic structure. However, the properties of graphene also show many differences depending on the morphological characteristics such as thickness, width, diameter, degree of wrinkles, and flatness.

그래핀은 나노미터 수준의 크기이므로 전자현미경을 관찰할 수 있다. 전자현미경은 투과형 전자현미경(FE-TEM)과 주사형 전자현미경(FE-SEM)으로 구분된다. FE-TEM은 수십 나노미터 이하의 미세한 영역에서 관찰 대상 소재에 대한 정보(형태, 원자배열, 결정구조)를 얻어낸다. 측정 조건은 전자빔이 시편을 투과하여 스크린 검출기에 도달하는 것이다. 따라서, 시편은 매우 얇고 작아야 한다. 반면 FE-SEM은 조사된 전자빔이 시편의 표면에서 튀어나와야 한다. 따라서 시편의 두께와 크기에 상관이 없다. 이 경우 조사된 전자빔의 대부분이 시편에 맞고 전류로 흘러 그라운드로 빠져나갈 수 있도록 하기 위해, 시편의 도전성 처리는 매우 중요하다.Graphene is nanometer-sized, so you can see the electron microscope. The electron microscope is classified into a transmission electron microscope (FE-TEM) and a scanning electron microscope (FE-SEM). FE-TEM obtains information (morphology, atomic arrangement, crystal structure) about the material to be observed in the microscopic area of several tens of nanometers or less. The measurement condition is that the electron beam passes through the specimen and reaches the screen detector. Therefore, the specimen should be very thin and small. FE-SEM, on the other hand, requires that the irradiated electron beam stick out from the surface of the specimen. Therefore, the thickness and size of the specimen are irrelevant. In this case, the conductive treatment of the specimen is very important so that most of the irradiated electron beams can fit the specimen and flow through the current to the ground.

FE-SEM은 시편의 거시적인 관찰과 어느 정도의 미시적인 관찰이 가능하기 때문에 소재 연구에서 매우 중요한 분석 장비이다. 기존의 0차원 분말 소재의 형상과 평균입도, 1차원 선형 소재의 두께와 길이 정보는 주로 FE-SEM 장비를 통해 이루어져 왔다. 미시적인 세계는 직접 눈으로 보는 것이 가장 이해하기 쉽기 때문이다.FE-SEM is a very important analytical tool for material research because it allows macroscopic observation and some degree of microscopic observation of specimens. The shape and average particle size of the existing 0-dimensional powder material, thickness and length information of the 1-dimensional linear material have been mainly obtained through the FE-SEM equipment. This is because the microscopic world is most easily understood by seeing directly.

그러나, 2차원 소재인 그래핀은 평면의 직경이 수 내지 수십 마이크로미터에 이르지만, 두께는 평면 직경에 비해 매우 얇다(그래핀 산화물인 원자 층부터 1nm 이하). 이러한 형태적 특성에 의해 그래핀끼리 적층되고, 구겨지며, 개개의 그래핀을 분리하여 관찰하기는 쉽지 않다. 또한 종래에는 그래핀의 구겨짐 정도, 평탄도 등에 대한 정보를 알 수가 없었다.However, graphene, a two-dimensional material, has plane diameters of several to several tens of micrometers, but its thickness is very thin compared to the plane diameter (1 nm or less from the atomic layer of graphene oxide). Due to these morphological characteristics, graphenes are stacked and crumpled, and it is not easy to separate and observe each graphene. In addition, the information on the degree of wrinkles, flatness, etc. of the graphene has not been known in the past.

그래핀의 물리적 정보들을 상세하게 알 수 있다면, 그래핀의 흡착성질, 코팅성질, 분산성질에 대한 핵심 정보들을 제공 할 수 있어 그래핀의 규격마련 및 산업화에 많은 도움을 줄 수 있다.If the physical information of graphene can be known in detail, it can provide key information on graphene adsorption properties, coating properties, and dispersing properties, which can be helpful for graphene specification and industrialization.

1. 공개특허 10-2013-0142794 "그래핀 및 그래핀 바운더리 분석 장치 및 분석 방법"1. Patent Publication 10-2013-0142794 "graphene and graphene boundary analysis device and analysis method" 2. 등록특허 10-1663467 "그래핀 결정립 관찰 방법 및 그래핀 결정립 관찰 장치"2. Patent 10-1663467 "graphene grain observation method and graphene grain observation device" 3. 등록특허 10-1494359 "그래핀 레퍼런스 도출 방법 및 이를 이용한 나노박막 분석 방법"3. Patent 10-1494359 "Graphene reference derivation method and nano thin film analysis method using the same" 4. 등록특허 10-1538037 "X선 분석 장치 및 극 미세 두께를 갖는 그래핀에 대한 X선 분석방법"4. Patent 10-1538037 "X-ray analysis apparatus and X-ray analysis method for graphene having an extremely fine thickness" 5. 등록특허 10-1790506 "플라즈마를 이용한 그래핀 패밀리 유기 원소 성분 분석 방법 및 장치"5. Patent 10-1790506 "Method and Apparatus for Analyzing Graphene Family Organic Elements Using Plasma"

본 발명은 특수 기판과 주사형 전자현미경(FE-SEM) 장비를 이용하여 기존에 분석하기 어려웠던 그래핀의 물리적, 형태적 특성들을 다양하게 파악할 수 있도록 하는 관찰 방법을 제공함에 그 목적이 있다.An object of the present invention is to provide a method for observing various physical and morphological characteristics of graphene, which have been difficult to analyze in the past, using a special substrate and a scanning electron microscope (FE-SEM).

본 발명은 「(a) 바닥이 평평한 홈이 다수 형성된 금속기판을 마련하는 단계; (b) 상기 금속기판 상부에 그래핀 시료를 고르게 분산시키는 단계; 및 (c) 상기 금속기판을 주사형 전자현미경(FE-SEM)으로 관찰하는 단계; 를 포함하는 그래핀의 물리적 형상 관찰 방법」을 제공한다.The present invention provides a method for manufacturing a metal substrate including: (a) providing a metal substrate having a plurality of grooves having a flat bottom; (b) uniformly dispersing a graphene sample on the metal substrate; And (c) observing the metal substrate with a scanning electron microscope (FE-SEM). It provides a method for observing the physical shape of the graphene containing ".

상기 금속기판으로는 베이스판 상부에 금속메쉬를 적층시킨 것, 베이스판 상부에 템 그리드(TEM Grid)를 적층시킨 것 등을 사용할 수 있다. As the metal substrate, a metal mesh laminated on the base plate, a TEM grid stacked on the base plate, or the like may be used.

상기 (b)단계는 그래핀 분산 용액을 상기 금속기판 상부에 떨어뜨린 후 건조시키는 과정으로 진행할 수 있다.In the step (b), the graphene dispersion solution may be dropped onto the metal substrate and then dried.

상기 (c)단계에서는 상기 금속기판 상면 또는 홈 바닥면에 부착된 그래핀, 일부는 상기 금속기판 상면 또는 홈 바닥면에 부착되고 나머지 부위는 홈의 빈공간에 위치한 그래핀 및 상기 금속기판 홈 벽면에 부착된 그래핀을 구분 관찰할 수 있다.In the step (c), the graphene is attached to the upper surface of the metal substrate or the bottom of the groove, the part is attached to the upper surface of the metal substrate or the bottom of the groove and the remaining portion of the graphene and the metal substrate groove wall surface located in the empty space of the groove You can observe the graphene attached to it.

아울러, 본 발명에서는 상기 (c)단계에서의 관찰 결과를 토대로 그래핀의 부착성, 굴곡성, 굴곡 후 부착 가능성, 탄성 및 영구변형(화학결합에 의한 주름 상태) 여부를 판별하는 (d)단계를 추가 실시할 수 있다.In addition, the present invention (d) step of determining whether the graphene adherence, flexibility, adhesion after bending, elasticity and permanent deformation (wrinkle state due to chemical bonding) based on the observation result in step (c) It can be done further.

본 발명에 따르면 다음의 효과가 있다.According to the present invention has the following effects.

1. 종래에는 그래핀의 형상에 따른 물리적 성질에 대한 구체적인 관찰과 분석이 이루어지지 않았으나, 본 발명에 따라 그래핀의 구겨짐 정도, 평탄도, 휘어진 상태에서의 부착성 등을 개별적으로 관찰할 수 있다.1. In the related art, although specific observation and analysis of physical properties according to the shape of graphene have not been made, according to the present invention, the degree of wrinkles, flatness, and adhesion in a bent state may be individually observed. .

2. 그래핀의 전체적인 형상인 두께와 직경에 대한 정보를 한 눈에 알아 볼 수 있다.2. At a glance, you can get information about the thickness and diameter of graphene.

3. 그래핀이 주름이 진 형태인지 여부, 그래핀이 구겨질 수 있는 형태인지 여부, 그래핀이 얇아서 모재에 흡착될 수 있는지 여부 등을 파악하기 위한 물리적 형태를 관찰할 수 있다.3. Observe the physical shape to determine whether the graphene is wrinkled form, whether the graphene is wrinkled, or whether the graphene is thin and can be adsorbed on the base material.

4. 일부가 금속기판에 부착되고 일부는 구부러진 그래핀을 관찰하여 그래핀의 3차원적 변형성에 대한 정보를 획득할 수 있다.4. It is possible to obtain information on the three-dimensional deformation of graphene by observing graphene bent in part and bent part in metal substrate.

[도 1]은 본 발명에 적용되는 금속기판 실시예들의 모식도이다.
[도 2]는 [도 1]의 금속기판 단면의 모식도이다.
[도 3]은 홈이 있는 금속기판 상부에 그래핀을 분산시킬 때, 그래핀 위치 상태의 여러 가지 경우를 나타낸 모식도이다.
[도 4]는 상기 템 그리드 전체 및 템 그리드의 통공(본 발명에서는 홈)을 확대 촬영한 것이다.
[도 5]는 종래의 평면 기판 위에 그래핀이 뭉쳐져 있는 상태(A, B)와 홈이 있는 금속기판에 의해 그래핀이 최대한 분리, 분산된 상태(C)를 비교하여 보여주는 FE-SEM 사진이다.
[도 6]은 주름이 있는 그래핀이 금속기판 홈 벽면에 부착되어, 단면형상(A), 평면 기준으로 비스듬하게 위치한 주름부위(B1) 및 평면상에 위치한 주름부위(B2)를 촬영한 FE-SEM 사진이다.
[도 7]은 개개의 RGO가 금속 홈 입구의 가장자리에 놓여, 금속기판의 상면에 부착된 부위(C) 및 홈 벽면에 부착된 나머지 부위(D)를 촬영한 FE-SEM 사진이다.
[도 8]은 금속기판의 홈 벽면에 놓인 GNP의 FE-SEM 사진이다.
1 is a schematic view of the metal substrate embodiments applied to the present invention.
FIG. 2 is a schematic diagram of a cross section of the metal substrate of FIG. 1. FIG.
FIG. 3 is a schematic view showing various cases of graphene positions when dispersing graphene on the grooved metal substrate.
4 is an enlarged image of the whole of the system grid and the through hole (the groove in the present invention) of the system grid.
FIG. 5 is a FE-SEM photograph showing a state in which graphene is aggregated on a conventional flat substrate (A, B) and graphene is separated and dispersed as much as possible by a grooved metal substrate (C). .
6 is a pleated graphene is attached to the metal substrate groove wall surface, the cross-sectional shape (A), the pleated portion (B1) located obliquely with respect to the plane and the FE photographed the pleated portion (B2) located on the plane -SEM picture.
FIG. 7 is an FE-SEM photograph of a portion C attached to the upper surface of the metal substrate and the remaining portion D attached to the groove wall surface, with each RGO placed at the edge of the metal groove inlet.
FIG. 8 is a FE-SEM photograph of GNP placed on the groove wall of a metal substrate.

본 발명은 「(a) 바닥이 평평한 홈이 다수 형성된 금속기판을 마련하는 단계; (b) 상기 금속기판 상부에 그래핀 시료를 고르게 분산시키는 단계; 및 (c) 상기 금속기판을 주사형 전자현미경(FE-SEM)으로 관찰하는 단계; 를 포함하는 그래핀의 물리적 형상 관찰 방법.」을 제공한다.The present invention provides a method for manufacturing a metal substrate including: (a) providing a metal substrate having a plurality of grooves having a flat bottom; (b) uniformly dispersing a graphene sample on the metal substrate; And (c) observing the metal substrate with a scanning electron microscope (FE-SEM). It provides a method for observing the physical shape of the graphene comprising a. ''

이하에서는 첨부된 도면 및 실시예와 함께 본 발명을 각 단계별로 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings and embodiments will be described in detail for each step the present invention.

1. (a)단계1.step (a)

본 단계는 바닥이 평평한 홈이 다수 형성된 금속기판을 마련하는 단계이다. This step is to prepare a metal substrate having a plurality of grooves having a flat bottom.

주사형 전자현미경(FE-SEM)의 전자빔을 잘 흘려 보내 그래핀의 손상을 최소한으로 줄일 수 있는 금속 기판을 준비하되, 그래핀 개개의 입자를 분리시킬 수 있고, 직경에 대한 정보를 쉽게 알 수 있고, 그래핀의 3차원적인 휘어짐 정도를 관찰 할 수 있게 하기 위해 바닥이 평평한 홈이 다수 형성된 금속기판을 준비하는 것이다. Prepare a metal substrate that can flow the electron beam of the Scanning Electron Microscope (FE-SEM) to reduce the damage of graphene to a minimum, but can separate individual graphene particles and easily know the information about the diameter. In order to observe the three-dimensional deflection of graphene, a metal substrate having a plurality of grooves having a flat bottom is prepared.

[도 1]은 본 발명에 적용되는 금속기판의 실시예들이 도시되어 있다. [도 2]는 [도 1]의 금속기판 실시예들의 단면을 도시한 것이다.1 shows embodiments of a metal substrate to which the present invention is applied. FIG. 2 illustrates a cross section of the metal substrate embodiments of FIG. 1.

[도 1]의 (a)는 일체형 금속기판(10a)을 도시한 것으로서, 상면(11)에서 함입된 홈(12)이 다수개 형성되어 있다. 홈의 바닥면(13)과 벽면(14)도 확인할 수 있다. FIG. 1A illustrates an integrated metal substrate 10a in which a plurality of grooves 12 recessed in the upper surface 11 are formed. The bottom surface 13 and the wall surface 14 of the groove can also be checked.

[도 1]의 (b)는 적층형 금속기판(10b)을 도시한 것으로서, 베이스판(15) 상부에 금속메쉬, 템 그리드(TEM Grid) 등 다수의 통공이 형성되어 있는 판상 부재가 적층된 것이다. 본 발명에서는 상기 통공이 곧 상기 홈(12)이 되며, 상기 베이스판(15)의 상면이 곧 상기 홈(12)의 바닥면(13)이 된다. 마찬가지로 상기 통공의 두께 부분이 곧 상기 홈(12)의 벽면(14)이 된다.FIG. 1B illustrates a laminated metal substrate 10b in which a plate-like member having a plurality of through holes, such as a metal mesh and a TEM grid, is formed on the base plate 15. . In the present invention, the through hole is the groove 12, and the upper surface of the base plate 15 is the bottom surface 13 of the groove 12. Similarly, the thickness portion of the through hole immediately becomes the wall surface 14 of the groove 12.

상기 베이스판과 금속메쉬, 상기 베이스판과 템 그리드는 적층시킨 상태에서 테이프(카본 양면 테이프 등), 결합제(실버 페이스트, 카본페이스트, 본드류 등) 등으로 접착시키거나 체결부재를 이용한 물리적 체결 방식(볼트 체결, 끼움결합 등)으로 결합시키거나 자착 등의 방식으로 부착되도록 할 수 있다. 물론 비결합 상태에서도 베이스판과 다수의 통공이 형성되어 있는 판상 부재가 1조를 이루어 본 발명의 금속기판으로 적용될 수 있다.The base plate and the metal mesh, the base plate and the system grid is laminated in a state of lamination with a tape (carbon double-sided tape, etc.), a binder (silver paste, carbon paste, bonds, etc.) or physical fastening method using a fastening member (Bolt fastening, fitting coupling, etc.) can be combined or attached by way of self-support. Of course, even in a non-bonded state, the base plate and the plate-shaped member formed with a plurality of through holes can be applied to the metal substrate of the present invention in a set.

본 발명의 금속기판(10a, 10b)은 금속 종류, 두께, 홈 형상 등에 제약은 없으나, 본 발명을 통해 그래핀의 크기를 직관적으로 파악하기 위해서는 상기 금속기판의 홈 크기 정보를 미리 알아야 한다. The metal substrates 10a and 10b of the present invention are not limited to metal type, thickness, groove shape, etc., but in order to intuitively grasp the size of the graphene through the present invention, the groove size information of the metal substrate should be known in advance.

[도 4]는 상기 템 그리드 전체 및 템 그리드의 통공(본 발명에서는 홈)을 확대 촬영한 것이다. 상기 템 그리드는 본래 투과형 전자현미경(FE-TEM)에 필수적으로 이용되는 홀더이나, 본 발명에서 주사형 전자현미경(FE-SEM) 관찰에 사용되는 기판 부재로 전용(轉用)할 수 있는 것이다. 4 is an enlarged image of the whole of the system grid and the through hole (the groove in the present invention) of the system grid. The system grid is essentially a holder used essentially for a transmission electron microscope (FE-TEM), but can be used as a substrate member used for scanning electron microscope (FE-SEM) observation in the present invention.

전술한 바와 같이 홈이 있는 금속기판에 그래핀이 분산되는 경우, 그래핀의 위치 상태는 대략 다음의 3가지로 분류할 수 있다. As described above, when graphene is dispersed in the grooved metal substrate, the positional state of graphene may be roughly classified into the following three types.

(1) 금속기판의 상면 또는 홈의 바닥면에 부착된 경우(1) When attached to the upper surface of the metal substrate or the bottom surface of the groove

(2) 일부는 상기 금속기판 상면 또는 홈 바닥면에 부착되고 나머지 부위는 홈의 빈공간에 위치한 경우(2) When part is attached to the upper surface of the metal substrate or the bottom of the groove and the remaining part is located in the empty space of the groove

(3) 금속기판 홈 벽면에 부착된 경우(3) When attached to the wall of metal substrate groove

[도 3]은 홈이 있는 금속기판 상부에 그래핀을 분산시킬 때, 위 세 가지의 그래핀 위치 상태를 나타낸 모식도이다.Figure 3 is a schematic diagram showing the state of the above three graphene when the graphene is dispersed on the grooved metal substrate.

일반적인 평판에서는 그래핀이 응집되듯이 얽히게 되며, 그래핀이 평판 위에 수평으로 쌓이게 되므로 관찰 각도가 제한된다. 그러나 위와 같이 홈이 형성된 금속기판을 사용함으로써 그래핀을 분리, 분산시킬 수 있으며, 분산된 그래핀이 위와 같이 다양한 위치 상태에 놓이게 되므로 금속기판에 부착된 상태, 벤딩 상태, 단면 상태 등을 여러 각도에서 관찰할 수 있다. In a general flat plate, the graphene is entangled like agglomerates, and the viewing angle is limited because the graphene is stacked horizontally on the flat plate. However, by using the grooved metal substrate as described above, it is possible to separate and disperse the graphene. Since the dispersed graphene is placed in various positions as described above, the angles such as the attached state, the bending state, and the cross-sectional state of the metal substrate are various. Can be observed at

본 발명의 금속기판은 홈에 의해 넓은 비표면적이 제공되어 개개의 그래핀을 최대한 분리시킬 수 있으며, 홈에 의해 높이가 다른 단차가 형성되어 그래핀이 놓이는 상태가 수평면을 기준으로 0°에서 180°까지 다양하게 되어, 2차원 형상의 그래핀 관찰 각도가 풍부하게 되는 것이다. The metal substrate of the present invention is provided with a large specific surface area by the groove to separate the individual graphene as much as possible, the step is formed by the height is different by the groove, the state in which the graphene is laid 180 degrees from 0 ° to the horizontal plane By varying to °, the graphene observation angle of the two-dimensional shape is enriched.

[도 4]의 (B)에 나타난 것처럼, 금속 메쉬에 폴리머를 코팅하거나, 다공성 막을 형성하여 단차를 두되, 홈에 놓이는 그래핀의 상태를 변화시킬 수 방법이 추가 될 수 있다.As shown in (B) of FIG. 4, a method of changing the state of graphene placed in the groove may be added by coating a polymer on a metal mesh or forming a porous membrane to provide a step.

2. (b)단계2. Step (b)

본 단계는 상기 금속기판 상부에 그래핀 시료를 고르게 분산시키는 단계이다. 본 단계는 그래핀 분산 용액을 상기 금속기판 상부에 떨어뜨린 후 건조시키는 과정으로 진행할 수 있다.This step is to uniformly disperse the graphene sample on the metal substrate. This step may be proceeded to drop the graphene dispersion solution on the upper metal substrate and to dry.

그래핀(GP), 그래핀 산화물(GO), 환원을 통해 제조된 그래핀류(RGO), 그래핀 나노플레이트(GNP) 등의 그래핀 패밀리 중 어느 것이라도 본 발명에 적용되는 '그래핀 시료'로 적용할 수 있다.Graphene (GP), graphene oxide (GO), graphene produced through reduction (RGO), graphene nanoplates (GNP), such as any of the family of graphene that is applied to the present invention 'graphene sample' Can be applied as

그래핀 분산 용액은 특별한 처리 없이 그대로 상기 금속기판 상부에 떨어뜨리고 건조시킨 후 관찰할 수 있다. 분말 상태의 그래핀은 묽은 농도의 그래핀 분산 용액으로 제조하고, 그래핀 시편의 손상을 막고 분산성을 향상시키기 위하여 소량의 분산제를 넣고 가벼운 초음파 처리를 통해 분산시킨 후 적용하는 것이 바람직하다.Graphene dispersion solution can be observed after dropping and drying on the metal substrate as it is without any special treatment. Powdered graphene is preferably prepared in a dilute concentration of the graphene dispersion solution, it is preferable to apply a small amount of dispersant to disperse through light sonication in order to prevent damage to the graphene specimens and improve dispersibility.

3. (c)단계3. Step (c)

본 단계에서는 상기 금속기판을 주사형 전자현미경(FE-SEM)으로 관찰하는 단계이다.In this step, the metal substrate is observed by a scanning electron microscope (FE-SEM).

본 단계에서 위와 같은 세 가지 위치 상태의 그래핀 즉, 상기 금속기판 상부 또는 홈 바닥의 평활면에 부착된 그래핀, 일부는 상기 금속기판 상부 또는 홈 바닥의 평활면에 부착되고 나머지 부위는 홈의 빈공간에 위치한 그래핀 및 상기 금속기판 홈 벽에 부착된 그래핀을 구분 관찰할 수 있다.  In this step, the graphene of the three positions as described above, that is, the graphene attached to the smooth surface of the upper surface of the metal substrate or the bottom of the groove, the part is attached to the smooth surface of the upper surface of the metal substrate or the bottom of the groove, and the rest of the grooves The graphene located in the empty space and the graphene attached to the metal substrate groove wall can be observed.

4. (d)단계4. Step (d)

본 단계는 (c)단계에서의 관찰 결과를 토대로 그래핀의 부착성, 굴곡성, 굴곡 후 부착 가능성, 탄성 및 영구변형(화학결합에 의한 주름 상태) 여부를 판별하는 단계이다.This step is to determine whether the graphene adherence, flexibility, adhesion after bending, elasticity and permanent deformation (wrinkle state due to chemical bonding) based on the observation result in step (c).

이에 따라 그래핀의 벤딩상태(구부러짐, 휘어짐, 주름 등), 단면상태 등 그래핀의 세부 형상을 관찰할 수 있음은 물론, 관찰 대상 그래핀 시료가 모재에 부착 가능한 성질이 있는지 여부, 굴곡이 있는 모재에 휘어진 상태로 부착 가능한지 여부 등의 물리적 거동에 대해서도 예측할 수 있다.Accordingly, it is possible to observe the detailed shape of the graphene, such as bending state (bending, bending, wrinkles, etc.), cross-sectional state of the graphene, as well as whether the graphene sample to be observed has the property of attaching to the base material, The physical behavior such as whether it can be attached to the base metal in a curved state can also be predicted.

[도 5]는 종래의 평면 기판 위에 그래핀이 뭉쳐져 있는 상태(A, B)와 홈이 있는 금속기판에 의해 그래핀이 최대한 분리, 분산된 상태(C)를 비교하여 보여주는 FE-SEM 사진이다.FIG. 5 is a FE-SEM photograph showing a graph (a, b) in which graphene is aggregated on a conventional flat substrate and a graph (a) in which graphene is separated and dispersed as much as possible by a grooved metal substrate (C). .

[도 5]의 (A)는 평면 기판 위의 RGO 분말의 상태를 촬영한 FE-SEM 사진으로서, 주름지고 구겨진 형태는 관찰이 되나, 개개 분말의 경계를 확인 할 수 없으며 특히, 본 발명에서 관찰 가능한 그래핀의 단면, 흡착 부위, 주름의 측면 등에 대한 형태 정보를 전혀 알 수 없다.FIG. 5A is a FE-SEM photograph of the state of the RGO powder on a planar substrate, where wrinkled and wrinkled shapes are observed, but the boundaries of individual powders cannot be identified, and in particular, observed in the present invention. There is no morphological information available about the graphene cross section, adsorption sites, and wrinkles.

[도 5]의 (B)는 평면 기판위에 놓인 GNP 분말의 상태로 촬영한 FE-SEM 사진으로서, 주름이 잘 형성되지 않는 형태와 개개의 입자 형태는 어느 정도 구분이 가능하나, 기판에 부착되는지 여부와 개개 입자의 각도별 휜 형태를 자세하게 알 수는 없다. FIG. 5B is a FE-SEM photograph taken in the state of GNP powder placed on a planar substrate, where the wrinkles are not well formed and how individual particles can be distinguished from each other. It is not possible to know in detail whether the shape of each particle and the shape of each particle.

[도 5]의 (C)는 본 발명을 적용하여 RGO 분말을 시료로 적용하여 촬영한 FE-SEM 사진이다. 개개의 그래핀 입자들이 분리가 잘 되어 있어 직경 정보를 쉽게 파악할 수 있으며, 특히 기판에 부착이 가능한 성질과 굴곡을 통한 수직 부착도 가능함을 파악할 수 있다.(C) of Figure 5 is a FE-SEM photograph taken by applying the RGO powder as a sample by applying the present invention. The individual graphene particles are separated well so that the diameter information can be easily identified. In particular, the graphene particles can be attached to the substrate and can be attached vertically by bending.

[도 6]은 주름이 있는 GO가 금속기판 홈 벽면에 부착되어, 단면형상(A), 평면 기준으로 비스듬하게 위치한 주름부위(B1) 및 평면상에 위치한 주름부위(B2)를 촬영한 FE-SEM 사진이다. 주름부위를 비스듬하게 관찰할 수 있어 주름의 입체 모양을 쉽게 가늠할 수 있으며, 평면상의 주름과 비교 분석할 수 있다.6 is a pleated GO is attached to the metal substrate groove wall surface, the cross-sectional shape (A), the pleated portion (B1) located obliquely with respect to the plane and the pleated portion (B2) taken on the plane FE- SEM picture. The wrinkles can be observed at an angle so that the three-dimensional shape of the wrinkles can be easily measured and compared with the wrinkles on the plane.

[도 7]은 RGO가 금속 홈 입구의 가장자리에 놓여, 금속기판의 상면에 부착된 부위(C) 및 홈 벽면에 부착된 나머지 부위(D)를 촬영한 FE-SEM 사진이다. 이 사진으로부터 관찰 대상 RGO는 금속기판의 상면과 홈 벽면에 꺽이듯이 부착된 상태가 관찰되고, 이에 따라 이 그래핀은 부착 및 굴곡이 가능하며, 모재에 굴곡이 있더라도 부착이 가능하다는 물성 정보를 도출해낼 수 있다. 또한, [도 6]에서 관찰한 GO에서 발견된 바와 같은 주름부위는 없다는 점도 확인된다.FIG. 7 is a FE-SEM photograph of the RGO placed at the edge of the metal groove inlet and photographing the portion C attached to the upper surface of the metal substrate and the remaining portion D attached to the groove wall surface. From this picture, the observed RGO is observed to be attached to the upper surface of the metal substrate and the groove wall, and thus the graphene can be attached and bent, and deriving the property information that it can be attached even if the base metal is bent. I can do it. It is also confirmed that there are no wrinkles as found in GO observed in [FIG. 6].

[도 8]은 금속기판의 홈 벽면에 놓인 GNP의 FE-SEM 사진이다. 관찰대상 GNP는 [도 7]에 나타난 RGO와 같은 흡착 및 굴곡이 이루어지지 않고 판판한 성질을 가지고 있음을 알 수 있다. 또한 어느 정도 굴곡을 통한 탄성이 있음을 예측할 수 있다.FIG. 8 is a FE-SEM photograph of GNP placed on the groove wall of a metal substrate. Observation GNP can be seen that it has a flat nature without adsorption and bending as RGO shown in FIG. It can also be predicted that there is some elasticity through bending.

이와 같이 본 발명은 기존 FE-SEM 관찰에서 파악할 수 없었던 그래핀의 형태적 특성을 다양하게 관찰하여, 그래핀의 부착성, 굴곡성, 굴곡 후 부착 가능성, 탄성 및 영구변형(화학결합에 의한 주름 상태) 등에 대해 확인하거나 예측할 수 있도록 한다.As described above, the present invention observes various morphological characteristics of graphene, which could not be understood in the conventional FE-SEM observation, and thus the adhesion of the graphene, flexibility, adhesion after bending, elasticity and permanent deformation (wrinkle state due to chemical bonding) ) Can be identified or predicted.

이상에서 본 발명에 대하여 구체적인 실시예와 함께 상세하게 살펴보았다. 그러나 본 발명은 위의 실시예에 의하여 한정되는 것은 아니며 본 발명의 요지를 벗어남이 없는 범위에서 수정 및 변형될 수 있다. 따라서 본 발명의 청구범위는 이와 같은 수정 및 변형을 포함한다.In the above, the present invention has been described in detail with specific examples. However, the present invention is not limited to the above embodiments and may be modified and modified without departing from the gist of the present invention. Therefore, the claims of the present invention include such modifications and variations.

10a, 10b : 금속기판 11 : 상면 12: 홈
13 : 홈 바닥면 14 : 홈 벽면
10a, 10b: metal substrate 11: top 12: groove
13: groove bottom surface 14: groove wall surface

Claims (6)

(a) 바닥이 평평한 홈이 다수 형성된 금속기판을 마련하는 단계;
(b) 상기 금속기판 상부에 그래핀 시료를 고르게 분산시키는 단계; 및
(c) 상기 금속기판을 주사형 전자현미경(FE-SEM)으로 상기 금속기판 상면 또는 홈 바닥면에 부착된 그래핀, 일부는 상기 금속기판 상면 또는 홈 바닥면에 부착되고 나머지 부위는 홈의 빈공간에 위치한 그래핀 및 상기 금속기판 홈 벽면에 부착된 그래핀을 구분 관찰하는 단계; 를 포함하는 그래핀의 물리적 형상 관찰 방법.
(a) providing a metal substrate having a plurality of grooves having a flat bottom;
(b) uniformly dispersing a graphene sample on the metal substrate; And
(c) graphene attached to the upper surface of the metal substrate or the bottom surface of the groove by a scanning electron microscope (FE-SEM), a part of which is attached to the upper surface of the metal substrate or the bottom surface of the groove, and the remaining portion of the groove of the groove Discriminating and observing graphene positioned in a space and graphene attached to the metal substrate groove wall; Observing the physical shape of the graphene comprising a.
제1항에서,
상기 금속기판은 베이스판 상부에 금속메쉬를 적층시킨 것을 특징으로 하는 그래핀의 물리적 형상 관찰 방법.
In claim 1,
The metal substrate is a physical shape observation method of the graphene, characterized in that the metal mesh laminated on the base plate.
제1항에서,
상기 금속기판은 베이스판 상부에 템 그리드(TEM Grid)를 적층시킨 것을 특징으로 하는 그래핀의 물리적 형상 관찰 방법.
In claim 1,
The metal substrate is a physical shape observation method of graphene, characterized in that the lamination (TEM Grid) on the base plate.
제1항에서,
상기 (b)단계에서는 그래핀 분산 용액을 상기 금속기판 상부에 떨어뜨린 후 건조시키는 것을 특징으로 하는 그래핀의 물리적 형상 관찰 방법.
In claim 1,
In the step (b), the graphene dispersion solution is dropped on the upper surface of the metal substrate and dried, characterized in that the physical shape of the graphene.
삭제delete 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에서,
(d) 상기 (c)단계에서의 관찰 결과를 토대로 그래핀의 부착성, 굴곡성, 굴곡 후 부착 가능성, 탄성 및 영구변형(화학결합에 의한 주름 상태) 여부를 판별하는 것을 특징으로 하는 그래핀의 물리적 형상 관찰 방법.
The method according to any one of claims 1 to 4,
(d) based on the observation results in step (c) of the graphene, characterized in that the determination of the adhesion of the graphene, flexibility, adhesion after bending, elasticity and permanent deformation (wrinkle state due to chemical bonding) Physical shape observation method.
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