KR102230032B1 - 질화붕소 나노튜브 제조 시스템 - Google Patents

Abstract

질화붕소 나노튜브 제조 시스템은 챔버부, 전구체 로드, 레이저 조사부, 플라즈마 발생부 및 수집부를 포함한다. 상기 챔버부는 내부 공간을 형성한다. 상기 전구체 로드는 상기 내부 공간에 위치하며, 소정길이를 가진다. 상기 레이저 조사부는 상기 전구체 로드를 향하여 레이저를 조사한다. 상기 플라즈마 발생부는 상기 레이저 조사에 따라 전구체가 반응하는 영역으로 플라즈마를 발생한다. 상기 수집부는 상기 전구체가 반응하는 영역에서 합성되는 나노튜브를 수거한다.

Description

질화붕소 나노튜브 제조 시스템{FABRICATING SYSTEM OF BORON NITRIDE NANOTUBE}

본 발명은 질화붕소 나노튜브 제조 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 레이저를 사용하여, 반응 챔버의 내부에서 상기 전구체를 반응시켜 질화붕소 나노튜브를 제조하는, 질화붕소 나노튜브 제조 시스템에 관한 것이다.

질화붕소 나노튜브(born nitride nanotube)는 탄소 나노튜브에서 탄소 원자가 붕소와 질소로 치환된 형태로서, 각 원자 사이는 강한 공유결합을 하여 우수한 기계적 물성을 나타내는 1차원 나노 소재이다. 또한, 질화붕소 나노튜브는 높은 밴드갭을 특성으로 전기 절연성을 가지면서, 고열전도성, 내산화성, 중성자 흡수성, 압전 등의 특성을 나타낸다.

특히, 질화붕소 나노튜브의 경우, 탄소 나노튜브에 비해 우수한 내산화 특성과 고온 기계적 물성으로 초고온의 극한 환경에서의 응용이 가능하여, 향후 섬유/직물 형태의 초고온 극한환경 세라믹 소재, 복합소재 필러, 중성자 등 방사선 차폐 소재 등으로의 응용 가능성이 높은 신소재이며, 이에 따라 다양한 합성방법이 제안되고 있다.

예를 들어, ANU(Australia National University)에서 개발한 볼밀링/열처리 방법, 펜실베니아 대학과 미공군연구소(AFRL)에서 개발한 촉매기술을 도입한 연속 화학기상증착 방법, 일본의 NIMS(National Institute for Materials Sciences)에서 개발한 붕소분말을 이용한 화학기상증착 방법, 캐나다의 NRC(National Research Council)에서 개발한 RF 고온 플라즈마 방법, NASA Langley에서 개발한 이산화탄소 레이저를 이용한 방법 등이 있다.

다만, 상대적으로 결함이 적고 결정성과 순도가 높은 고품질 질화붕소 나노튜브를 제조할 수 있는 방법은 이산화탄소 레이저를 이용한 방법 정도인데, 이러한 레이저 합성 방법의 경우, 상대적으로 높은 압력이 필요하며, 제한된 합성 영역과 질소원자의 전구체인 챔버 내 질소 가스의 낮은 반응성으로 인해 ~0.2g/day 수준의 낮은 수득률을 나타내는 것에 불과하여 양산에 적용하는 것이 어려운 문제가 있다.

대한민국 공개특허 제10-2015-0143798호 대한민국 등록특허 제10-1734324호

이에, 본 발명의 기술적 과제는 이러한 점에서 착안된 것으로 본 발명의 목적은 제조되는 질화붕소의 구조와 제조 속도를 효과적으로 제어함으로써, 종래의 질화붕소 나노튜브의 생산 속도의 한계를 극복하여 생산성을 향상시키면서 길이, 벽수, 첨가 원소 변화 등의 구조 제어가 가능한 질화붕소 나노튜브를 제작할 수 있는 질화붕소 나노튜브 제조 시스템에 관한 것이다.

상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위한 일 실시예에 따른 질화붕소 나노튜브 제조시스템은, 챔버부, 전구체 로드, 레이저 조사부, 플라즈마 발생부 및 수집부를 포함한다. 상기 챔버부는 내부 공간을 형성한다. 상기 전구체 로드는 상기 내부 공간에 위치하며, 소정길이를 가진다. 상기 레이저 조사부는 상기 전구체 로드를 향하여 레이저를 조사한다. 상기 플라즈마 발생부는 상기 레이저 조사에 따라 전구체가 반응하는 영역으로 플라즈마를 발생한다. 상기 수집부는 상기 전구체가 반응하는 영역에서 합성되는 나노튜브를 수거한다.

일 실시예에서, 상기 챔버부의 내부 공간은 1mTorr 내지 20 bar의 압력을 유지할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 챔버부의 내부는 질소를 포함하는 가스 분위기로 유지되거나, 상기 전구체가 반응하는 영역으로 상기 가스 전구체가 공급될 수 있다.

일 실시예에서, 상기 플라즈마 발생부는, 상기 전구체와 상기 가스의 반응을 촉진시키거나, 상기 전구체가 반응하는 영역의 상기 가스 또는 상기 전구체 로드 성분의 분해를 촉진시키거나, 상기 전구체가 반응하는 영역으로, 상기 전구체 로드 성분의 기화를 촉진시키거나, 상기 전구체가 반응하는 영역의 온도를 향상시키거나, 상기 전구체가 반응하는 영역으로, 상기 가스 또는 상기 전구체 로드 성분의 반응성을 증가시키는 촉매 물질을 공급할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 플라즈마 발생부는, 상기 전구체가 반응하는 영역에 배치되며, 전류가 인가되어 플라즈마를 발생시키는 안테나부를 포함할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 플라즈마 발생부는, 상기 안테나부의 내부에 위치하며, 상기 가스 또는 상기 전구체 로드의 성분을 공급하는 공급관을 더 포함할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 플라즈마 발생부는, 상기 반응하는 전구체의 증기 또는 입자의 대류 경로에 위치하도록, 상기 안테나부를 이동시키는 이송부를 더 포함할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 전구체 로드는, 내부에 삽입되며 상기 챔버부와 전기적으로 연결되어 접지되는 심부를 포함하며, 상기 플라즈마 발생부는, 상기 심부와의 사이에서 플라즈마를 발생시키는 전극부를 포함할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 전극부는, 기화 또는 스퍼터링되어, 상기 챔버부 내의 가스 또는 상기 전구체 로드 성분의 용융에 따라 상기 나노튜브 성장의 시드(seed)가 되거나, 상기 가스 또는 상기 전구체 로드 성분의 반응을 촉진할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 전극부는, 니켈(Ni), 구리(Cu), 철(Fe), 크롬(Cr), 코발트(Co), 아연(Zn), 알루미늄(Al), 규소(Si), 스칸듐(Sc), 타이타늄(Ti), 바나듐(V), 망간(Mn), Ga(갈륨), 저마늄(Ge), 이트륨(Y), 지르코늄(Zr), 나이오븀(Nb), 몰리브덴(Mo), 테크네튬(Tc), 루테늄(Ru), 로듐(Rh), 팔라듐(Pd), 은(Ag), 하프늄(Hf), 탄탈럼(Ta), 텅스텐(W), 레늄(Re), 오스뮴(Os), 이리듐(Ir), 백금(Pt), 금(Au), 청동(Bronze), 스테인레스 스틸(Stainless steel), 백동 (White brass), 황동 (Brass) 중 어느 하나를 포함할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 플라즈마 발생부는, 서로 이격되는 공간으로 플라즈마 방전을 유도하는 한 쌍의 제1 및 제2 전극부들을 포함하며, 상기 반응하는 전구체의 증기 또는 입자의 대류 경로는 상기 제1 및 제2 전극부들의 사이를 통과할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 플라즈마 발생부는, 중앙에 위치하는 내부전극, 및 상기 내부전극과 소정의 간격을 형성하며, 상기 내부전극의 외부에 형성되는 외부전극을 포함하며, 상기 외부전극의 일 끝단으로 플라즈마가 유도될 수 있다.

일 실시예에서, 상기 내부전극과 상기 외부전극 사이에는 가스 공급부가 형성되며, 상기 가스 공급부로는, 전구체가 추가로 공급되어 상기 전구체가 반응하는 영역의 반응성을 향상시킬 수 있다.

본 발명의 실시예들에 의하면, 종래 전구체에 인가되는 레이저가 유일한 에너지 공급원인 경우, 레이저에 의해 온도가 높이 상승하는 한정된 영역에서 반응이 한정되어 합성속도 향상에 한계가 있었으며, 레이저 전력 증가시 레이저가 조사되는 지점의 높은 온도로 강한 열복사에 의한 에너지 손실로 추가적인 에너지 공급이 비효율적이어서, 나노튜브로의 성장이 저하되는 문제를 해결하여, 전구체 로드에 레이저를 조사하는 것에 추가하여, 플라즈마를 전구체가 반응하는 영역으로 제공함에 따라, 에너지 공급의 영역 및 시간을 확장할 수 있어 나노튜브의 생산력 증대 또는 추가적인 길이 성장을 유도할 수 있다.

또한, 플라즈마의 공급 영역, 공급 에너지 또는 공급 시간 등을 제어함으로써, 성장되는 나노튜브의 구조, 속도 등을 효과적으로 제어할 수 있다.

이 경우, 상기 플라즈마의 제공을 통해, 상기 전구체 반응영역에 존재하는 질소 또는 붕소의 분해를 촉진시키는 역할을 수행하거나, 상기 붕소의 기화를 촉진시키거나, 상기 질소 또는 붕소의 반응성을 향상시킬 수 있으므로, 상기 나노튜브로의 성장을 보다 효과적으로 도모할 수 있다.

또한, 상기 플라즈마 발생부는, 상기 전구체의 증기 또는 입자가 대류에 의해 상승하는 경로 상에 위치함으로써, 상기 전구체의 반응을 촉진시켜 나토튜브로의 성장성을 향상시킬 수 있으며, 붕소 또는 질소를 포함하는 공급관이 상기 상승 경로 상에 위치함으로써 반응이 추가되어 반응성 및 생산성이 향상될 수 있다.

또한, 상기 플라즈마 발생부는, 상기 전구체 로드의 내부에 구비된 심부와의 사이에서 플라즈마를 발생하도록 전극부를 포함할 수 있으므로, 플라즈마 발생 영역을 상기 전구체가 반응하는 영역으로 직접 형성할 수 있어, 반응성을 보다 향상시킬 수 있다.

또한, 상기 플라즈마 발생부는, 한 쌍의 전극부들이 상기 전구체의 증기 또는 입자가 대류에 의해 상승하는 경로 상에 플라즈마를 발생하도록 위치함으로써, 반응성을 보다 향상시킬 수 있다.

나아가, 상기 플라즈마 발생부는, 플라즈마 발생과 함께, 플라즈마 발생부로 가스를 추가로 공급하여, 전구체 추가 공급을 통한 생산속도의 증가, 합성 길이의 증가 등의 구조제어가 가능하다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 질화붕소 나노튜브 제조 시스템을 도시한 모식도이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 의한 질화붕소 나노튜브 제조 시스템을 도시한 모식도이다.
도 3a는 종래 나노튜브 제조 시스템에서의 질화붕소 나노튜브 합성 영역을 도시한 그래프이고, 도 3b는 도 2의 나노튜브 제조 시스템에서의 질화붕소 나노튜브 합성 영역을 도시한 그래프이다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 질화붕소 나노튜브 제조 시스템을 도시한 모식도이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 질화붕소 나노튜브 제조 시스템을 도시한 모식도이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 질화붕소 나노튜브 제조 시스템을 도시한 모식도이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 질화붕소 나노튜브 제조 시스템을 도시한 모식도이다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 실시예들을 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다.

상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

본 출원에서, "포함하다" 또는 "이루어진다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 질화붕소 나노튜브 제조 시스템을 도시한 모식도이다.

도 1을 참조하면, 본 실시예에 의한 질화붕소 나노튜브 제조시스템(1)(이하, 나노튜브 제조시스템이라 함)은, 챔버부(10), 전구체 로드(20), 레이저 조사부(30), 플라즈마 발생부(40) 및 수집부(14)를 포함한다.

상기 챔버부(10)는 소정의 공간을 형성하는 것으로, 내부에는 소정의 내부 공간(11)이 형성되며, 상기 내부 공간(11) 상에는 상기 전구체 로드(20)는 물론, 레이저 조사부(30), 플라즈마 발생부(40) 및 수집부(14)가 모두 위치할 수 있다.

한편, 상기 챔버부(10)의 내부는, 질소(N₂) 분위기로 유지되어 질소 전구체가 존재하거나, 이와 달리, 도시하지는 않았으나, 상기 챔버부(10)의 내부에 추가로 질소 전구체(35)를 공급하는 공급 유닛이 구비될 수 있다.

그리하여, 후술되는 전구체가 반응하는 영역에는 질소 전구체가 존재하거나, 질소 전구체가 공급되는 상태가 유지될 수 있다.

나아가, 상기 질소 분위기에는 상기 질소 외에, 수소, 아르곤, 헬륨, 네온 등의 기체가 혼합된 분위기일 수 있으며, 상기 공급되는 질소 전구체 역시, 수소, 아르곤, 헬륨, 네온 등의 기체를 포함할 수 있다.

또한, 상기 질소 전구체 역시, 암모니아, 보라진(borazine), 보라제인(borazane) 등의 질소 원소를 포함하는 다양한 가스가 활용될 수 있다. 다만, 이하에서는 대표적인 예로서 질소 전구체를 예를 들어 설명한다.

또한, 상기 챔버부(10) 내부의 경우, 전구체 반응은 물론 질소 분위기의 유지를 위해 대략 1mTorr 내지 20bar의 압력을 유지하는 것이 바람직하다.

상기 전구체 로드(20)는 붕소(boron)를 포함하는 고상(solid state)의 로드(rod)일 수 있으며, 일 방향으로 연장되는 바(bar) 형상의 로드부(22) 및 상기 로드부(22)의 일 끝단에 형성되는 끝단부(21)를 포함한다.

이 경우, 상기 끝단부(21)는 레이저의 제공에 따라 액화되며 도시된 바와 같이 구형(球形)으로 형성될 수 있다.

이 경우, 상기 전구체 로드(20)의 성분은, 상기 붕소 원소로만 구성될 수도 있으나, h-BN 또는 c-BN 등과 같은 붕소를 포함하는 다른 조성의 고상일 수도 있다. 다만, 이하에서는 대표적인 예로서 붕소를 예를 들어 설명한다.

또한, 상기 전구체 로드(20)는, 상기 붕소를 포함하는 붕소봉일 수도 있으며, 후술되는 실시예에서와 같이, 내부 또는 일부에 텅스텐(tungsten) 등과 같은 금속이나 전도성 물질이 포함되며 나머지는 붕소로 구성될 수도 있다. 즉, 상기 전구체 로드(20)는, 텅스텐 등의 금속이나 전도성 물질로 구성되는 로드의 표면에 붕소가 증착 또는 스퍼터링되어 형성될 수 있다.

상기 레이저 조사부(30)는 상기 전구체 로드(20)의 끝단부(21)를 향하여 레이저(31)를 조사하는 것으로, 상기 레이저 조사부(30)의 위치는 상기 내부 공간(11) 상에 적절히 위치할 수 있으며, 상기 레이저 조사부(30)를 통해 조사되는 레이저(31)의 에너지나 조사 면적 등도 필요한 용량이나 에너지 등을 고려하여 선택될 수 있다.

이 경우, 상기 레이저(31) 역시, 이산화탄소 레이저일 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.

상기와 같이, 레이저(31)가 상기 전구체 로드(20)로 조사되면, 상기 전구체 로드(20)에 포함된 붕소가 상기 레이저 에너지에 의해 반응되며 기화되어 불소 기체로 증발되기 시작하며, 이 때, 상기 끝단부(21)의 주변에 존재하거나, 상기 끝단부(21)의 주변으로 공급되는 질소와 반응되어, 불화질소 기체로 전환되어 증발되기 시작한다. 이와 달리, 상기 레이저 에너지에 의해 상기 끝단부(21)에 질소가 용융되어 상기 끝단부(21)로부터 바로 불화질소의 형태로 기화될 수도 있다.

즉, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 레이저(31)가 조사되는 영역의 상부로는, 상기 불소 기체 또는 불화질소 기체가 기체 입자(13) 또는 기체 증기(12)의 형태로 증발되게 된다.

이하에서는 설명의 편의상, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 레이저(31)가 조사되는 영역, 및 상기 레이저(31) 조사에 의해 기체 입자(13) 또는 기체 증기(12)가 증발되는 영역을, 소위 전구체 반응 영역이라 정의한다.

상기 플라즈마 발생부(40)는 상기 전구체 반응 영역의 주변에 위치하여, 상기 전구체 반응 영역으로 플라즈마(plasma)를 발생시킨다.

이와 같이, 상기 전구체 반응 영역으로 플라즈마가 제공됨에 따라, 상기 전구체인 질소나 붕소의 반응을 촉진시키거나 반응성을 향상시킬 수 있다. 이 경우, 전구체로서 질소나 붕소로 한정되지는 않으나 설명의 편의를 위해 질소 또는 붕소를 예시하였음은 앞서 설명한 바와 같으며, 이에 따라 상기 플라즈마에 의해 전구체 성분의 반응을 촉진시키거나 반응성을 향상시킬 수 있다.

즉, 상기 제공되는 플라즈마에 의해 상기 끝단부(21)의 표면으로 질소를 포함하는 라디칼(radical), 질소를 포함하는 이온, 또는 높은 에너지 상태(들뜬 상태)의 질소를 포함하는 원자, 분자, 이온 또는 활성종 등을 공급함으로써, 상기 전구체인 질소나 붕소의 반응성을 향상시켜 상기 질화붕소 나노튜브의 합성 속도를 추가로 향상시킬 수 있다.

이와 달리, 상기 제공되는 플라즈마에 의해 상기 전구체인 질소 또는 붕소의 분해 또는 용해가 촉진될 수 있다. 이 경우, 상기 플라즈마의 방전에 사용되는 전극이 기화되거나 또는 스퍼터링되는 물질이 상기 전구체인 질소 또는 붕소의 분해 또는 용해를 위한 촉매로 사용될 수 있다. 이를 통해, 마찬가지로 상기 전구체인 질소나 붕소의 반응을 촉진시킴으로써, 상기 질화붕소 나노튜브의 합성 속도를 추가로 향상시킬 수 있다.

이 경우, 상기 플라즈마 발생부(40)는 다양하게 형성될 수 있으며, 이러한 다양한 종류의 플라즈마 발생부의 실시예들에 대하여는 후술한다.

상기 수집부(14)는 상기 전구체가 기체 입자(13) 또는 기체 증기(12)의 형태로 형성되며 증발되는 상부에 위치하며, 상기 합성되는 질화붕소 나노튜브를 수집한다.

이 경우, 상기 수집부(14)는, 예를 들어, 메쉬(mesh)망 형태로 형성될 수 있으며, 이에 따라 상기 레이저(31) 및 상기 플라즈마에 의해 반응성이 향상되거나 반응이 촉진되며 합성되는 질화붕소 나노튜브를 수집하게 된다.

또한, 도시하지는 않았으나, 일정시간이 경과하여 상기와 같이 수집부(14)를 통해 수집된 질화붕소 나노튜브는, 상기 챔버부(10)의 외부로 제거된다.

이와 달리, 상기 수집부는 권치 수거의 형태로서, 상기 합성되는 질화붕소 나노튜브를 실린더를 이용하여 연속적으로 권치하여 회수할 수도 있다.

도 2는 본 발명의 다른 실시예에 의한 질화붕소 나노튜브 제조 시스템을 도시한 모식도이다.

본 실시예에서의 나노튜브 제조시스템(2)은 플라즈마 발생부(50)의 배치나 구조를 제외하고는 도 1의 나노튜브 제조시스템(1)과 실질적으로 동일하므로, 동일한 구성요소에 대하여는 동일한 참조번호를 사용하고 중복되는 설명은 이를 생략한다.

도 2를 참조하면, 본 실시예에 의한 상기 나노튜브 제조시스템(2)에서는, 상기 플라즈마 발생부(50)는 안테나부(52) 및 공급관(51)을 포함한다.

상기 안테나부(52)는, 도시하지는 않았으나, 상기 안테나부(52)에 전기적으로 연결된 전원부를 통해 전원을 공급받으며, 이를 통해 상기 안테나부(52)의 내측으로 플라즈마를 방전하게 된다.

이 때, 상기 전원부는, 상기 안테나부(52)로 대략 1kHz 내지 1GHz 범위의 교류 전압을 공급할 수 있다.

상기 안테나부(52)는, 상기 레이저(31)의 조사에 의해 가열된 붕소나 질소 전구체가 합성되며 기체 증기(12) 또는 기체 입자(13)로 상승하는 영역에 위치하며, 상기 안테나부(52)의 위치는 상기 증기(12) 또는 상기 입자(13)의 상승하는 대류 경로에 위치하도록 기 설정될 수 있다.

그리하여, 상기 안테나부(52)에서 발생되는 플라즈마는 상기 전구체가 합성되며 상승하는 경로 상에 제공될 수 있으며, 이에 따라, 도 1에서의 플라즈마의 역할과 동일한 역할로, 상기 질소 또는 붕소의 분해를 촉진시키거나 상기 질소 또는 붕소의 반응성을 향상시키는 역할을 수행할 수 있다.

상기 공급관(51)은, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 안테나부(52)와 상기 안테나부(52)에 의해 형성되는 플라즈마의 사이에 개재된다.

이 경우, 상기 안테나부(52)가 상기 증기(12) 또는 상기 입자(13)의 상승하는 대류 경로를 따라 수직 방향으로 연장되므로, 상기 플라즈마가 형성되는 영역도 수직 방향으로 형성되고, 이에 따라 상기 공급관(51) 역시 수직 방향을 따라 길게 형성될 수 있다.

상기 공급관(51)은 붕소 또는 질소를 포함하며, 이에 따라, 상기 안테나부(52)에 의해 발생되는 플라즈마 방전에 의해, 상기 공급관(51)도 상기 질화붕소 나노튜브의 합성에 필요한 붕소 또는 질소를 포함하는 전구체를 공급할 수 있게 된다.

그리하여, 하부에 위치하는 상기 전구체 로드(20)를 통해 붕소가 제공되고, 질소 분위기 또는 질소 전구체의 직접 공급을 통해 질소가 제공됨에 따라 질화붕소가 합성되는 것 외에, 상기 공급관(51)을 통해서도 붕소 또는 질소를 포함하는 전구체를 공급함으로써, 상기 질화붕소의 합성을 더욱 증가시킬 수 있으므로, 전체적으로 질화붕소 나노튜브의 제조 속도나 생산 수율을 향상시킬 수 있게 된다.

도 3a는 종래 나노튜브 제조 시스템에서의 질화붕소 나노튜브 합성 영역을 도시한 그래프이고, 도 3b는 도 2의 나노튜브 제조 시스템에서의 질화붕소 나노튜브 합성 영역을 도시한 그래프이다. 즉, 도 3a 및 도 3b는, 단순히 레이저만을 제공하여 질화붕소를 합성하는 것 외에, 본 실시예에서와 같이, 플라즈마를 동시에 제공함으로써 질화붕소를 합성하는 경우, 질화붕소의 합성량이 증가하는 현상을 그래프로 비교하여 표시한 것이다.

도 3a에 도시된 바와 같이, 질화붕소의 합성이 가능한 온도 범위(T1 내지 T2)에서, 레이저만 공급하는 경우라면, 합성 가능한 영역은 H1~H2의 영역에 불과하지만, 도 3b에 도시된 바와 같이, 동일한 질화붕소의 합성이 가능한 온도 범위(T1 내지 T2)에서, 레이저 외에 플라즈마를 동시에 공급하는 경우라면, 합성가능한 영역은 H1~H3로 현저하게 증가하게 됨을 확인할 수 있다.

이상과 같이, 플라즈마 공급을 통해 질화붕소 나노튜브를 합성하는 경우, 합성 영역의 증가에 따라, 합성의 수율은 물론 생산성도 향상됨을 확인할 수 있다.

도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 질화붕소 나노튜브 제조 시스템을 도시한 모식도이다.

본 실시예에 의한 나노튜브 제조시스템(3)은, 플라즈마 발생부(60)에 이동부(63)가 추가로 형성되는 것 제외하고는 도 2의 나노튜브 제조시스템(2)과 실질적으로 동일하므로, 동일한 구성요소에 대하여는 동일한 참조번호를 사용하고 중복되는 설명은 이를 생략한다.

도 4를 참조하면, 본 실시예에 의한 나노튜브 제조시스템(3)에서는, 상기 플라즈마 발생부(60)가 안테나부(61) 및 공급관(62)을 포함하는 것 외에, 이동부(63)를 더 포함한다.

이 경우, 상기 안테나부(61) 및 상기 공급관(62) 역시, 도 2에서의 안테나부(52) 및 공급관(51)과 동일한 구성 및 기능을 가지므로 중복되는 설명은 생략한다.

앞서 설명한 바와 같이, 상기 안테나부(61) 및 상기 공급관(62)은, 상기 증기(12) 또는 상기 입자(13)의 상승하는 대류 경로에 위치하도록 설정되는 것이 필요하며, 상기 끝단부(21)가 상기 레이저(31)의 연속적인 공급에 따라 그 형상이 변형될 수 있으며 이에 따라 상기 상승하는 대류 경로 역시 변경될 수 있다.

따라서, 본 실시예에서와 같이, 상기 로드부(22)의 연장 방향과 평행한 방향으로 연장되는 이동부(63)가 추가로 구비되어, 상기 안테나부(61) 및 상기 공급관(62)이 상기 이동부(63) 상에서 상기 로드부(22)의 연장 방향과 평행한 방향으로 위치가 이동될 수 있다.

그리하여, 상기와 같이 최적의 위치로 이동된 상태에서, 상기 레이저(31)의 공급이 진행됨에 따라, 상기 질화붕소의 합성은 보다 효과적으로 수행될 수 있다.

한편, 도시하지는 않았으나, 마이크로파(microwave)를 이용한 방전을 수행하는 경우라면, 상기 안테나부(61)를 대신하여 도파관(wave guide)이 구비되며, 이에 따라 상기 도파관이 상기 공급관(62)에 인접하도록 배치될 수 있다.

도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 질화붕소 나노튜브 제조 시스템을 도시한 모식도이다.

본 실시예에 의한 나노튜브 제조시스템(4)은, 플라즈마 발생부(70)를 제외하고는 도 1의 나노튜브 제조시스템(1)과 실질적으로 동일하므로, 동일한 구성요소에 대하여는 동일한 참조번호를 사용하고 중복되는 설명은 이를 생략한다.

도 5를 참조하면, 본 실시예에 의한 상기 나노튜브 제조시스템(4)에서는, 상기 플라즈마 발생부(70)가 전원부(71) 및 전극부(72)를 포함한다.

또한, 본 실시예에서는, 상기 전구체 로드(20)가 심부(23) 및 연결부(24)를 더 포함한다.

즉, 상기 전구체 로드(20)는, 내부에 일 방향으로 연장되는 심부(23)가 형성되며, 상기 심부(23)는 텅스텐(tungsten) 등과 같은 금속이나 전도성 물질로 형성될 수 있다. 그리고, 상기 심부(23)의 외부는 앞선 설명과 같이 붕소로 구성될 수 있다.

이 경우, 상기 심부(23)는 상기 전구체 로드(20)의 로드부(22)는 물론, 상기 끝단부(21)까지도 연장될 수 있다.

또한, 상기 심부(23)는 상기 연결부(24)를 통해 상기 챔버부(10)와 전기적으로 연결되며 접지될 수 있다. 이를 위해, 상기 챔버부(10)는 금속물질을 포함하거나 전기 전도성을 가질 수 있다.

한편, 상기 전극부(72)는 상기 전원부(71)를 통해 소정의 전원을 공급받으며, 상기 심부(23)가 내부에 형성된 상기 끝단부(21)와 인접하도록 위치한다.

그리하여, 상기 전극부(72)로 전원이 공급됨에 따라, 상기 전극부(72)와 상기 심부(23)가 내부에 형성된 끝단부(21) 사이에는 플라즈마가 유도된다.

이와 달리, 도시하지는 않았으나, 상기 심부(23)에 전원부가 연결되어 전원이 공급되고, 상기 전극부(72)가 상기 챔버부(10)와 전기적으로 연결되며 접지될 수도 있다.

이렇게 유도되는 상기 플라즈마는, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 레이저(31)가 조사됨에 따라 상기 전구체가 반응하는 영역에 유도될 수 있으며, 도 5에 도시된 영역 외에도, 상기 전극부(72)가 상기 끝단부(21) 와의 사이에서 플라즈마가 유도될 수 있는 간격으로만 배치된다면, 상기 플라즈마는 다양한 위치에 유도될 수 있다.

이 경우, 상기 전극부(72)는 니켈(Ni), 구리(Cu), 철(Fe), 크롬(Cr), 코발트(Co), 아연(Zn), 알루미늄(Al), 규소(Si), 스칸듐(Sc), 타이타늄(Ti), 바나듐(V), 망간(Mn), Ga(갈륨), 저마늄(Ge), 이트륨(Y), 지르코늄(Zr), 나이오븀(Nb), 몰리브덴(Mo), 테크네튬(Tc), 루테늄(Ru), 로듐(Rh), 팔라듐(Pd), 은(Ag), 하프늄(Hf), 탄탈럼(Ta), 텅스텐(W), 레늄(Re), 오스뮴(Os), 이리듐(Ir), 백금(Pt), 금(Au), 청동(Bronze), 스테인레스 스틸(Stainless steel), 백동 (White brass), 황동 (Brass) 등의 금속 중 어느 하나를 포함할 수 있다.

상기 설명된 금속은 상기 전극부(720)의 표면에 물리적 또는 화학적으로 증착되거나 분말 형태로 코팅될 수 있다.

이에 따라, 상기 플라즈마가 발생되는 경우 상기 전극부(72)는 상기 플라즈마에 의해 상기 전극부(72)를 구성하거나 상기 전극부(72) 상에 형성된 금속 원자의 일부가 방출되어 상기 질화붕소 나노튜브의 합성 시 촉매의 역할을 수행할 수 있다.

이와 달리, 도시하지는 않았으나, 상기 전극부(720) 상에 홀이 형성되고, 상기 홀을 통해, 기체, 버블링된 액체, 기체에 의해 이송되는 고체 등의 전구체가 추가로 공급될 수 있다. 나아가, 상기 전극부(720)는 튜브(tube) 형상일 수도 있다.

그리하여, 상기 전구체 로드(20)와 질소 분위기 또는 질소 전구체의 공급 외에도, 상기 전극부(720)를 통해 전구체가 추가로 공급될 수 있으므로, 질화붕소 나노튜브의 합성 속도가 증가하거나 수율이 향상될 수 있다.

도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 질화붕소 나노튜브 제조 시스템을 도시한 모식도이다.

본 실시예에 의한 나노튜브 제조시스템(5)은, 플라즈마 발생부(80)를 제외하고는 도 1의 나노튜브 제조시스템(1)과 실질적으로 동일하므로, 동일한 구성요소에 대하여는 동일한 참조번호를 사용하고 중복되는 설명은 이를 생략한다.

도 6을 참조하면, 본 실시예에 의한 상기 나노튜브 제조시스템(5)에서는, 상기 플라즈마 발생부(80)는 전원부(81), 제1 전극부(82) 및 제2 전극부(83)를 포함한다.

상기 전원부(81)는 상기 제1 전극부(82)로 소정의 전원을 인가하며, 상기 제1 전극부(82) 및 상기 제2 전극부(83)는 소정 거리 서로 마주하도록 이격되어 배치된다. 그리하여, 본 실시예에서는, 상기 제1 전극부(82) 및 상기 제2 전극부(83)의 사이에 플라즈마가 형성된다.

이 경우, 상기 제1 전극부(82) 및 상기 제2 전극부(83) 사이의 간격이나, 면적은 플라즈마의 면적이나 세기 등을 고려하여 다양하게 설계될 수 있다.

한편, 상기 제1 및 제2 전극부들(82, 83)에 의해 형성되는 플라즈마는, 상기 레이저(31)의 조사에 의해 가열된 붕소나 질소 전구체가 합성되며 기체 증기(12) 또는 기체 입자(13)로 상승하는 영역에 위치하며, 상기 플라즈마 발생 위치는 상기 증기(12) 또는 상기 입자(13)의 상승하는 대류 경로에 위치하도록 기 설정되거나, 도시하지는 않았으나 별도의 이동 수단에 의해 상기 대류 경로에 위치하도록 위치가 제어될 수 있다.

즉, 상기 플라즈마 발생부(80)에서 발생되는 플라즈마는 상기 전구체가 합성되며 상승하는 경로 상에 제공될 수 있으며, 이에 따라, 도 1에서의 플라즈마의 역할과 동일한 역할로, 상기 질소 또는 붕소의 분해를 촉진시키거나 상기 질소 또는 붕소의 반응성을 향상시키는 역할을 수행할 수 있다.

이 경우, 상기 제1 전극부(82) 또는 상기 제2 전극부(83)는 상기 전극부(72)와 동일하게, 니켈(Ni), 구리(Cu), 철(Fe), 크롬(Cr), 코발트(Co), 아연(Zn), 알루미늄(Al), 규소(Si), 스칸듐(Sc), 타이타늄(Ti), 바나듐(V), 망간(Mn), Ga(갈륨), 저마늄(Ge), 이트륨(Y), 지르코늄(Zr), 나이오븀(Nb), 몰리브덴(Mo), 테크네튬(Tc), 루테늄(Ru), 로듐(Rh), 팔라듐(Pd), 은(Ag), 하프늄(Hf), 탄탈럼(Ta), 텅스텐(W), 레늄(Re), 오스뮴(Os), 이리듐(Ir), 백금(Pt), 금(Au), 청동(Bronze), 스테인레스 스틸(Stainless steel), 백동 (White brass), 황동 (Brass) 등의 금속 중 어느 하나를 포함할 수 있다.

또한, 상기 설명된 금속은 상기 제1 전극부(82) 또는 상기 제2 전극부(83)의 표면에 물리적 또는 화학적으로 증착되거나 분말 형태로 코팅될 수 있다.

이에 따라, 상기 플라즈마가 발생되는 경우 상기 제1 전극부(82) 또는 상기 제2 전극부(83)는 상기 플라즈마에 의해 상기 제1 전극부(82) 또는 상기 제2 전극부(83)를 구성하거나 상기 제1 전극부(82) 또는 상기 제2 전극부(83) 상에 형성된 금속 원자의 일부가 방출되어 상기 질화붕소 나노튜브의 합성 시 촉매의 역할을 수행할 수 있다.

이와 달리, 도시하지는 않았으나, 상기 제1 전극부(82) 또는 상기 제2 전극부(83)의 표면은 일부 또는 전부가 유전체(dielectric)로 코팅될 수 있다. 이 때, 상기 유전체는 질화 세라믹 또는 불화 세라믹을 포함하는 것으로 질소 또는 붕소를 포함하게 된다.

따라서, 상기 플라즈마가 발생되는 경우, 상기 유전체에 포함된 질소 또는 붕소는 기화 또는 스퍼터링에 의해 방출될 수 있으며, 이에 따라 상기 질화붕소 나노튜브의 합성의 전구체로서의 역할을 수행할 수도 있다.

그리하여, 상기 전구체 로드(20)와 질소 분위기 또는 질소 전구체의 공급 외에도, 상기 제1 전극부(82) 또는 상기 제2 전극부(83)를 통해 직접 질소 또는 붕소가 공급될 수 있으므로, 질화붕소 나노튜브의 합성 속도가 증가하거나 수율이 향상될 수 있다.

도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 질화붕소 나노튜브 제조 시스템을 도시한 모식도이다.

본 실시예에 의한 나노튜브 제조시스템(6)은, 플라즈마 발생부(90)를 제외하고는 도 1의 나노튜브 제조시스템(1)과 실질적으로 동일하므로, 동일한 구성요소에 대하여는 동일한 참조번호를 사용하고 중복되는 설명은 이를 생략한다.

도 7을 참조하면, 본 실시예에 의한 상기 나노튜브 제조시스템(6)에서, 상기 플라즈마 발생부(90)는 전원부(91), 외부전극(92), 내부전극(95) 및 방전부(97)를 포함한다.

이 경우, 상기 전원부(91)는 상기 외부전극(92) 또는 상기 내부전극(95)으로 전원을 공급하고, 상기 내부전극(95) 및 상기 외부전극(92)은 전체적으로 일방향으로 연장된 기둥 형상에서, 각각 내부 및 외부에 배치된다.

특히, 상기 내부전극(95)과 상기 외부전극(92) 사이에는 소정의 공간(93)이 형성되며, 도 7은 단면도로 도시된 것이며, 실질적으로 상기 공간(93)은 상기 내부전극(95)의 외주면 및 상기 외부전극(92)의 내주면을 따라 연속적으로 형성될 수 있다.

그리하여, 상기 내부전극(95) 및 상기 외부전극(92)의 사이에서는 플라즈마 방전이 발생하게 되며, 이렇게 발생된 플라즈마는 상기 방전부(97)를 통해 상기 레이저(31)의 인가로 전구체가 반응하는, 상기 전구체 반응 영역으로 제공된다.

이에 따라, 상기 플라즈마에 의해 도 1에서의 플라즈마의 역할과 동일한 역할로, 상기 질소 또는 붕소의 분해를 촉진시키거나 상기 질소 또는 붕소의 반응성을 향상시키는 역할을 수행할 수 있다.

본 실시예에서도, 상기 내부전극(95) 또는 상기 외부전극(92)은 상기 전극부(72)와 동일하게, 니켈(Ni), 구리(Cu), 철(Fe), 크롬(Cr), 코발트(Co), 아연(Zn), 알루미늄(Al), 규소(Si), 스칸듐(Sc), 타이타늄(Ti), 바나듐(V), 망간(Mn), Ga(갈륨), 저마늄(Ge), 이트륨(Y), 지르코늄(Zr), 나이오븀(Nb), 몰리브덴(Mo), 테크네튬(Tc), 루테늄(Ru), 로듐(Rh), 팔라듐(Pd), 은(Ag), 하프늄(Hf), 탄탈럼(Ta), 텅스텐(W), 레늄(Re), 오스뮴(Os), 이리듐(Ir), 백금(Pt), 금(Au), 청동(Bronze), 스테인레스 스틸(Stainless steel), 백동 (White brass), 황동 (Brass) 등의 금속 중 어느 하나를 포함할 수 있다.

또한, 상기 설명된 금속은 상기 내부전극(95) 또는 상기 외부전극(92)의 표면에 물리적 또는 화학적으로 증착되거나 분말 형태로 코팅될 수 있다.

이에 따라, 상기 플라즈마가 발생되는 경우 상기 내부전극(95) 또는 상기 외부전극(92)은 상기 플라즈마에 의해 상기 내부전극(95) 또는 상기 외부전극(92)을 구성하거나 상기 내부전극(95) 또는 상기 외부전극(92) 상에 형성된 금속 원자의 일부가 방출되어 상기 질화붕소 나노튜브의 합성 시 촉매의 역할을 수행할 수 있다.

한편, 본 실시예에서, 상기 내부전극(95)의 외주면의 일부 또는 전부가 유전체(94)로 코팅될 수 있다. 이 때, 상기 유전체(94)는 질화 세라믹 또는 불화 세라믹을 포함하는 것으로 질소 또는 붕소를 포함하게 된다.

따라서, 상기 플라즈마가 발생되는 경우, 상기 유전체(94)에 포함된 질소 또는 붕소는 기화 또는 스퍼터링에 의해 방출될 수 있으며, 이에 따라 상기 질화붕소 나노튜브의 합성의 전구체로서의 역할을 수행할 수도 있다.

나아가, 상기 내부전극(95)과 상기 외부전극(92) 사이의 공간(93)을 통해 질소나 붕소를 포함하는 전구체를 가스의 형태로 공급하거나, 액체 또는 기체 상태의 전구체를 가스와 함께 공급하며, 상기 플라즈마 방전을 유도할 수 있다.

그리하여, 상기 전구체 로드(20)와 질소 분위기 또는 질소 전구체의 공급 외에도, 상기 플라즈마 발생부(90)를 통해 직접 질소 또는 붕소가 공급될 수 있으므로, 질화붕소 나노튜브의 합성 속도가 증가하거나 수율이 향상될 수 있다.

본 발명의 실시예들에 의하면, 종래 전구체에 레이저만 조사함에 따라 추가적인 에너지 공급이 제한되며 이에 따라 급속한 냉각으로 나노튜브로의 성장이 저하되는 문제를 해결하여, 전구체 로드에 레이저를 조사하는 것에 추가하여, 플라즈마를 전구체가 반응하는 영역으로 제공함에 따라, 에너지 공급의 영역 및 시간을 확장할 수 있어 안정적인 나노튜브로의 성장을 유도할 수 있다.

또한, 플라즈마의 공급 영역, 공급 에너지 또는 공급 시간 등을 제어함으로써, 성장되는 질화붕소 나노튜브의 구조, 속도 등을 효과적으로 제어할 수 있다.

이 경우, 상기 플라즈마의 제공을 통해, 상기 전구체 반응영역에 존재하는 질소 또는 붕소의 분해를 촉진시키는 역할을 수행하거나, 상기 질소 또는 붕소의 반응성을 향상시킬 수 있으므로, 상기 나노튜브로의 성장을 보다 효과적으로 도모할 수 있다.

또한, 상기 플라즈마 발생부는, 상기 전구체의 증기 또는 입자가 대류에 의해 상승하는 경로 상에 위치함으로써, 상기 전구체의 반응을 촉진시켜 나토튜브로의 성장성을 향상시킬 수 있으며, 붕소 또는 질소를 포함하는 공급관이 상기 상승 경로 상에 위치함으로써 반응이 추가되어 반응성 및 생산성이 향상될 수 있다.

또한, 상기 플라즈마 발생부는, 상기 전구체 로드의 내부에 구비된 심부와의 사이에서 플라즈마를 발생하도록 전극부를 포함할 수 있으므로, 플라즈마 발생 영역을 상기 전구체가 반응하는 영역으로 직접 형성할 수 있어, 반응성을 보다 향상시킬 수 있다.

또한, 상기 플라즈마 발생부는, 한 쌍의 전극부들이 상기 전구체의 증기 또는 입자가 대류에 의해 상승하는 경로 상에 플라즈마를 발생하도록 위치함으로써, 반응성을 보다 향상시킬 수 있다.

나아가, 상기 플라즈마 발생부는, 플라즈마 발생과 함께, 가스 공급부를 포함하여, 질소 또는 붕소를 포함하는 전구체를 추가로 공급할 수 있어, 상기 전구체가 반응하는 영역의 반응성을 향상시킬 수 있다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

2, 3, 4, 5, 6, 7 : 나노튜브 제조 시스템
10 : 챔버 14 : 수집부
20 : 전구체 로드 30 : 레이저 조사부
35 : 질소 전구체
40, 50, 60, 70, 80, 90 : 플라즈마 발생부

Claims (13)

1. 내부 공간을 형성하는 챔버부;
   상기 내부 공간에 위치하며, 소정길이의 전구체 로드;
   상기 전구체 로드를 향하여 레이저를 조사하는 레이저 조사부;
   상기 레이저 조사에 따라 전구체가 반응하는 영역으로 플라즈마를 발생하는 플라즈마 발생부; 및
   상기 전구체가 반응하는 영역에서 합성되는 나노튜브를 수거하는 수집부를 포함하는 나노튜브 제조시스템.
2. 제1항에 있어서,
   상기 챔버부의 내부 공간은 1mTorr 내지 20 bar의 압력을 유지하는 것을 특징으로 하는 나노튜브 제조시스템.
3. 제1항에 있어서,
   상기 챔버부의 내부는 질소를 포함하는 가스 분위기로 유지되거나,
   상기 전구체가 반응하는 영역으로 가스 전구체가 공급되는 것을 특징으로 하는 나노튜브 제조시스템.
4. 제3항에 있어서, 상기 플라즈마 발생부는,
   상기 전구체와 가스의 반응을 촉진시키거나,
   상기 전구체가 반응하는 영역의 상기 가스 또는 상기 전구체 로드 성분의 분해를 촉진시키거나,
   상기 전구체가 반응하는 영역으로, 상기 전구체 로드 성분의 기화를 촉진시키거나,
   상기 전구체가 반응하는 영역의 온도를 향상시키거나,
   상기 전구체가 반응하는 영역으로, 상기 가스 또는 상기 전구체 로드 성분의 반응성을 증가시키는 촉매 물질을 공급하는 것을 특징으로 하는 나노튜브 제조시스템.
5. 제1항에 있어서, 상기 플라즈마 발생부는,
   상기 전구체가 반응하는 영역에 배치되며, 전류가 인가되어 플라즈마를 발생시키는 안테나부를 포함하는 것을 특징으로 하는 나노튜브 제조시스템.
6. 제5항에 있어서, 상기 플라즈마 발생부는,
   상기 안테나부의 내부에 위치하며, 상기 가스 또는 상기 전구체 로드의 성분을 공급하는 공급관을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 나노튜브 제조시스템.
7. 제5항에 있어서, 상기 플라즈마 발생부는,
   상기 반응하는 전구체의 증기 또는 입자의 대류 경로에 위치하도록, 상기 안테나부를 이동시키는 이송부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 나노튜브 제조시스템.
8. 제1항에 있어서,
   상기 전구체 로드는, 내부에 삽입되며 상기 챔버부와 전기적으로 연결되어 접지되는 심부를 포함하며,
   상기 플라즈마 발생부는, 상기 심부와의 사이에서 플라즈마를 발생시키는 전극부를 포함하는 것을 특징으로 하는 나노튜브 제조시스템.
9. 제8항에 있어서, 상기 전극부는,
   기화 또는 스퍼터링되어, 상기 챔버부 내의 가스 또는 상기 전구체 로드 성분의 용융에 따라 상기 나노튜브 성장의 시드(seed)가 되거나, 상기 가스 또는 상기 전구체 로드 성분의 반응을 촉진하는 것을 특징으로 하는 나노튜브 제조시스템.
10. 제8항에 있어서, 상기 전극부는,
    니켈(Ni), 구리(Cu), 철(Fe), 크롬(Cr), 코발트(Co), 아연(Zn), 알루미늄(Al), 규소(Si), 스칸듐(Sc), 타이타늄(Ti), 바나듐(V), 망간(Mn), Ga(갈륨), 저마늄(Ge), 이트륨(Y), 지르코늄(Zr), 나이오븀(Nb), 몰리브덴(Mo), 테크네튬(Tc), 루테늄(Ru), 로듐(Rh), 팔라듐(Pd), 은(Ag), 하프늄(Hf), 탄탈럼(Ta), 텅스텐(W), 레늄(Re), 오스뮴(Os), 이리듐(Ir), 백금(Pt), 금(Au), 청동(Bronze), 스테인레스 스틸(Stainless steel), 백동 (White brass), 황동 (Brass) 중 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 나노튜브 제조시스템.
11. 제1항에 있어서,
    상기 플라즈마 발생부는, 서로 이격되는 공간으로 플라즈마 방전을 유도하는 한 쌍의 제1 및 제2 전극부들을 포함하며,
    상기 반응하는 전구체의 증기 또는 입자의 대류 경로는 상기 제1 및 제2 전극부들의 사이를 통과하는 것을 특징으로 하는 나노튜브 제조시스템.
12. 제1항에 있어서, 상기 플라즈마 발생부는,
    중앙에 위치하는 내부전극; 및
    상기 내부전극과 소정의 간격을 형성하며, 상기 내부전극의 외부에 형성되는 외부전극을 포함하며,
    상기 외부전극의 일 끝단으로 플라즈마가 유도되는 것을 특징으로 하는 나노튜브 제조시스템.
13. 제12항에 있어서,
    상기 내부전극과 상기 외부전극 사이에는 가스 공급부가 형성되며,
    상기 가스 공급부로는, 전구체가 추가로 공급되어 상기 전구체가 반응하는 영역의 반응성을 향상시키는 것을 특징으로 하는 나노튜브 제조시스템.

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