KR102352572B1 - Graphene quantum dot pattern and preparing method thereof - Google Patents

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KR102352572B1 KR1020200090599A KR20200090599A KR102352572B1 KR 102352572 B1 KR102352572 B1 KR 102352572B1 KR 1020200090599 A KR1020200090599 A KR 1020200090599A KR 20200090599 A KR20200090599 A KR 20200090599A KR 102352572 B1 KR102352572 B1 KR 102352572B1
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하준목
이승호
이찬영
황용석
석재권
김초롱
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한국원자력연구원
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Abstract

The present invention relates to: a graphene quantum dot pattern comprising a substrate, and graphene quantum dots patterned on the substrate; and a method for manufacturing the same. According to the present invention, without the use of an etchant, acid or harmful chemical on the substrate, through a bottom-up method, specifically, through ion beam irradiation, by forming small-sized metal catalyst particles, the final patterning of graphene quantum dots whose size is controlled to be constant can be selectively performed.

Description

그래핀 양자점 패턴 및 이의 제조방법{GRAPHENE QUANTUM DOT PATTERN AND PREPARING METHOD THEREOF} Graphene quantum dot pattern and manufacturing method thereof

본 발명은 바텀업(Bottom-Up) 방식을 통해, 구체적으로, 이온빔 조사를 통해, 기판 상에 선택적으로 그래핀 양자점을 패터닝시키는 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a method of selectively patterning graphene quantum dots on a substrate through a bottom-up method, specifically, through ion beam irradiation.

일반적으로 바이오 이미징, 조영제 및 약물 전달체로 사용되는 물질은 대부분이 인체에 유해한 무기물인 관계로, 쇼크 및 인체 축적 등의 다양한 부작용을 가져 최근 크게 이슈화되고 있다. 최근 전세계적으로 발광 특성을 가지는 양자점을 이용하여 이러한 부작용을 해결하려는 시도가 연구적으로 진행되고 있으며, 그 중에서도 생체 적합성을 고려했을 때 탄소 기반 물질의 그래핀 양자점이 크게 주목을 받고 있다. 그래핀 양자점이란 수 ~ 수십 nm 이하의 크기를 가진 0차원 탄소 기반 나노물질로 가시광영역 대의 발광 특성을 가진다. In general, materials used as bio-imaging, contrast agents, and drug carriers are mostly inorganic substances that are harmful to the human body, and have various side effects such as shock and accumulation in the body. Recently, attempts to solve these side effects by using quantum dots having light emitting properties are being researched around the world. Among them, graphene quantum dots of carbon-based materials are receiving great attention in consideration of biocompatibility. Graphene quantum dots are zero-dimensional carbon-based nanomaterials with a size of several to tens of nm or less, and have light-emitting characteristics in the visible range.

현재 그래핀 양자점을 제조하는 대표적인 방법은 화학적 공정을 기반으로 한다. 산을 통해 흑연이나 2차원 그래핀을 탑다운(Top-Down) 방식으로 쪼개거나, 생체 적합성을 위해 유기물 전구체를 사용하지만 그래핀 양자점 제조를 위해 계면활성제나 기타 화학물질 이용이 반드시 수반된다. 산처럼 인체에 유해하다고 알려진 물질도 있지만, 화학적 잔류물의 경우 신체에 유입되었을 시 어떤 영향을 미칠지 모르기 때문에 더욱 위험하다고 할 수 있다. 또한, 사용된 화학물질을 완전히 제거하려는 노력이 있지만, 미세 잔류량이 남을 수밖에 없고, 남았을 시 이 또한 인체 어떤 해를 가할지 모르기 때문에 현재 탑다운(Top-Down) 방식의 그래핀 양자점 제조법으로는 신체에 바로 적용하기에는 무리가 있다고 할 수 있다. Currently, a representative method for manufacturing graphene quantum dots is based on a chemical process. Graphite or 2D graphene is split by acid in a top-down manner, or organic precursors are used for biocompatibility, but the use of surfactants or other chemicals is always required to manufacture graphene quantum dots. There are substances that are known to be harmful to the human body, such as acids, but chemical residues are even more dangerous because we do not know what effect they will have if they enter the body. In addition, there is an effort to completely remove the used chemicals, but there is no choice but to leave a fine residual amount, and if it does, it will also cause harm to the human body. It can be said that it is difficult to apply directly to

이 점에서는 촉매를 이용해 작은 씨드(seed)로부터 그래핀 양자점 성장시키는 현재의 바텀업(Bottom-Up) 방식 또한 같은 문제점을 가지고 있다고 말할 수 있다. 기존 그래핀 양자점 제조를 위한 바텀업(Bottom-Up) 방식은 그래핀 양자점 제조 후 기판 및 촉매를 제거하거나 그래핀 양자점을 옮기는 과정에서 위와 같이 에칭제(etchant)나 산, 혹은 유해한 화학물질이 사용되고 있다. 즉, 순수한 탄소나노물질이나 그래핀 양자점을 제조할 수 있지만 그 이후 과정에서 쓰이는 물질은 인체에 적합하다고 볼 수 없는 것들이 많다. 또한, 기존 공정으로는 그래핀 양자점의 크기 및 특성을 제어하는 데 어려움이 많고 양질의 그래핀 양자점을 제조하는 것 역시 힘들어, 기존 연구 기술로 제조된 그래핀 양자점을 의학적 분야에 이용하는 것은 아직 위험성이 크다고 할 수 있다. In this regard, it can be said that the current bottom-up method of growing graphene quantum dots from a small seed using a catalyst has the same problem. In the conventional bottom-up method for manufacturing graphene quantum dots, an etchant, acid, or harmful chemical is used in the process of removing the substrate and catalyst or transferring the graphene quantum dots after manufacturing the graphene quantum dots. have. That is, pure carbon nanomaterials or graphene quantum dots can be manufactured, but there are many materials that are not suitable for the human body. In addition, with the existing process, it is difficult to control the size and characteristics of graphene quantum dots, and it is also difficult to manufacture high-quality graphene quantum dots. can be said to be large.

또한, 기존 화학적 공정으로 그래핀 양자점을 제조하는 경우, 이와 같이 제조된 그래핀 양자점은 액상에 존재하기 때문에, 전기전자 소자의 제작을 위해서는 전극을 먼저 패터닝한 다음, 그 위에 그래핀 양자점을 드랍하는 방법으로만 사용할 수 밖에 없어, 전기전자 소자의 제작에 한계가 있었다. 즉, 기판 상에 원하는 위치에만 그래핀 양자점을 선택적으로 직접 패터닝시키는 기술에 대한 기존 연구는 전무하다. In addition, in the case of manufacturing graphene quantum dots by an existing chemical process, since the graphene quantum dots prepared in this way exist in a liquid phase, for the production of an electric and electronic device, an electrode is first patterned, and then graphene quantum dots are dropped thereon. There was a limit to the production of electrical and electronic devices because it could only be used as a method. That is, there is no existing research on a technique for selectively and directly patterning graphene quantum dots only at desired positions on a substrate.

CN 104787756 A (2015. 07. 22)CN 104787756 A (2015. 07. 22)

본 발명은 기판 상에 에칭제, 산 또는 유해한 화학물질의 사용 없이, 바텀업(Bottom-Up) 방식을 통해, 구체적으로, 이온빔 조사를 통해, 그 크기가 일정하게 제어된 상태로, 그래핀 양자점을 선택적으로 패터닝시키는 방법 등을 제공하고자 한다. The present invention provides a graphene quantum dot in a state in which the size is constantly controlled, through a bottom-up method, specifically, through ion beam irradiation, without the use of an etchant, acid or harmful chemicals on the substrate. To provide a method for selectively patterning

그러나, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 과제에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.However, the technical problem to be achieved by the present invention is not limited to the above-mentioned problems, and other problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

본 발명은 기판; 및 상기 기판 상에 패터닝된 그래핀 양자점을 포함하는 그래핀 양자점 패턴을 제공한다.The present invention is a substrate; And it provides a graphene quantum dot pattern comprising the graphene quantum dots patterned on the substrate.

본 발명의 일 구현예로, (a) 선택적 이온빔 조사를 통해, 기판 내로 금속 촉매 소스를 주입하는 단계; (b) 상기 금속 촉매 소스가 주입된 기판을 가열하여 금속 촉매 입자를 형성하는 단계; 및 (c) 상기 금속 촉매 입자가 형성된 기판 상에 기상 탄소 흐름을 제공하여 그래핀 양자점을 패터닝하는 단계를 포함하는 그래핀 양자점 패턴의 제조방법을 제공한다. In one embodiment of the present invention, the method comprising: (a) implanting a metal catalyst source into a substrate through selective ion beam irradiation; (b) forming metal catalyst particles by heating the substrate onto which the metal catalyst source is injected; and (c) providing a gaseous carbon flow on the substrate on which the metal catalyst particles are formed to pattern the graphene quantum dots.

본 발명에 따르면, 기판 상에 에칭제, 산 또는 유해한 화학물질의 사용 없이, 바텀업(Bottom-Up) 방식을 통해, 구체적으로, 이온빔 조사를 통해, 작은 크기의 금속 촉매 입자를 형성함으로써, 그 크기가 일정하게 제어된 그래핀 양자점을 선택적으로 최종 패터닝시킬 수 있다. 또한, 상기 그래핀 양자점의 최종 패터닝 후에, 별도의 추가 처리 없이도, 사용된 작은 크기의 금속 촉매 입자는 고온 분위기로 인하여 증발되어 제거될 수 있는 이점이 있다. According to the present invention, without the use of an etchant, acid or harmful chemical on a substrate, through a bottom-up method, specifically, through ion beam irradiation, by forming small-sized metal catalyst particles, the The final patterning of graphene quantum dots whose size is controlled to be constant can be selectively performed. In addition, after the final patterning of the graphene quantum dots, there is an advantage that the metal catalyst particles of a small size used can be evaporated and removed due to a high temperature atmosphere without additional processing.

특히, 본 발명에 따르면, 기판 상에 원하는 위치에만 그래핀 양자점을 선택적으로 직접 패터닝될 수 있어, 요즘 각광받고 있는 전기 전자 소자로의 적용에 매우 유리하다. In particular, according to the present invention, graphene quantum dots can be selectively and directly patterned only at desired positions on a substrate, which is very advantageous for application to electrical and electronic devices that are in the spotlight these days.

본 발명에 따라 제조된 그래핀 양자점 패턴은 기존 부작용이 많았던 바이오 이미징, 조영제 및 약물 전달체로 사용되는 물질을 대체할 수 있을 뿐만 아니라, 그래핀 양자점 패턴의 발광 특성을 이용하여 다양한 의약 분야에 활용될 수 있다. 또한, 본 발명에 따라 제조된 그래핀 양자점 패턴의 발광 특성을 이용하여 최근 개발되고 있으나, 대부분 카드뮴 및 철 등 인체 유해한 요소가 활용되고 있어 문제가 되고 있는 투명 플렉서블 디스플레이 분야의 발전에도 크게 기여할 수 있다. The graphene quantum dot pattern prepared according to the present invention can not only replace materials used as bio-imaging, contrast agents, and drug carriers, which have many side effects, but also can be utilized in various pharmaceutical fields by using the luminescent properties of the graphene quantum dot pattern. can In addition, although recently developed using the light emitting characteristics of the graphene quantum dot pattern prepared according to the present invention, most of the elements harmful to the human body such as cadmium and iron are utilized, which can greatly contribute to the development of the transparent flexible display field, which is a problem. .

이와 더불어, 본 발명에 따라 제조된 그래핀 양자점 패턴의 반도체적인 성질을 이용하여, 최근 이슈화되고 있는 수질 오염 물질 분해뿐만 아니라, 수소 생산이 가능한 광촉매 분야 발전에도 도움을 줄 수 있고, 그밖에, 본 발명에 따라 제조된 그래핀 양자점 패턴의 우수한 열 및 전기전도도를 이용하면, 그 응용 분야를 더욱 확장시킬 수 있다. In addition, by using the semiconductor properties of the graphene quantum dot pattern prepared according to the present invention, it is possible to help not only the decomposition of water pollutants, which has recently been an issue, but also the development of the photocatalyst field capable of hydrogen production, and in addition, the present invention By using the excellent thermal and electrical conductivity of the graphene quantum dot pattern prepared according to the method, the field of application can be further expanded.

도 1은 본 발명의 일 구현예에 따른 기판 상에 그래핀 양자점을 선택적으로 패터닝시키는 방법을 간략하게 나타낸 그림이다.
도 2는 실시예 1에 따른 그래핀 양자점 패턴의 제조 과정 중, 기판 상에 형성된 금속 촉매 입자를 보여주는 SEM 사진 및 AFM 사진이다.
도 3은 실시예 1에 따라 패터닝된 그래핀 양자점의 특성을 분석한 TEM 사진 및 라만 분석(Raman Spectroscopy) 그래프이다.
도 4는 실시예 1에 따라 패터닝된 그래핀 양자점의 특성을 분석한 TEM 사진 및 격자 간격(lattic spacing) 분석 결과이다.
도 5는 실시예 1에 따라 패터닝된 그래핀 양자점의 특성을 분석한 FT-IR 그래프, EDX 그래프 및 XPS 그래프이다.
도 6은 실시예 1에 따라, 기판 상에 그래핀 양자점 패턴이 선택적으로 형성되었는지 여부를 보여주는 SEM 사진, EDX 사진 및 EDX 맵핑 그래프이다.
도 7은 실시예 2에 따라, 기판 상에 그래핀 양자점 패턴이 선택적으로 형성되었는지 여부를 보여주는 SEM 사진이다.
1 is a diagram schematically illustrating a method for selectively patterning graphene quantum dots on a substrate according to an embodiment of the present invention.
2 is an SEM photograph and AFM photograph showing metal catalyst particles formed on a substrate during the manufacturing process of the graphene quantum dot pattern according to Example 1. FIG.
3 is a TEM photograph and a Raman spectroscopy graph for analyzing the characteristics of graphene quantum dots patterned according to Example 1. FIG.
4 is a TEM photograph and lattic spacing analysis results of analyzing the characteristics of graphene quantum dots patterned according to Example 1. FIG.
5 is an FT-IR graph, an EDX graph, and an XPS graph analyzing the characteristics of graphene quantum dots patterned according to Example 1.
6 is an SEM photograph, an EDX photograph, and an EDX mapping graph showing whether a graphene quantum dot pattern is selectively formed on a substrate according to Example 1;
7 is an SEM photograph showing whether a graphene quantum dot pattern is selectively formed on a substrate according to Example 2. FIG.

본 발명자들은 기판 상에 에칭제, 산 또는 유해한 화학물질의 사용 없이, 바텀업(Bottom-Up) 방식을 통해 그래핀 양자점을 패터닝시키는 방법에 대해 연구하던 중, 선택적 이온빔 조사를 최적화 조건에서 적용하였다. 그 결과, 기판 상에 원하는 위치에만 그래핀 양자점을 선택적으로 직접 패터닝시키면서, 그래핀 양자점의 크기를 일정하게 제어시킬 수 있음을 확인하고, 본 발명을 완성하였다. The present inventors applied selective ion beam irradiation under optimized conditions while studying a method for patterning graphene quantum dots through a bottom-up method without the use of etchants, acids or harmful chemicals on the substrate. . As a result, it was confirmed that the size of the graphene quantum dots can be uniformly controlled while selectively and directly patterning the graphene quantum dots only at desired positions on the substrate, and the present invention has been completed.

본 명세서 내 "그래핀 양자점"이라 함은 수 ~ 수십 nm 이하의 크기를 가진 0차원 탄소 기반 나노물질로 가시광영역 대의 발광 특성을 가지는데, 이러한 발광 특성은 그 크기가 따라 달라질 수 있다. 상기 그래핀 양자점의 크기는 사용된 금속 촉매 입자의 크기에 좌우되는데, 상기 그래핀 양자점의 크기는 0.1 nm 내지 50 nm인 것이 바람직하고, 0.1 nm 내지 10 nm인 것이 더욱 바람직하고, 1 nm 내지 5 nm인 것이 가장 바람직하고, 이에 한정되지 않는다. 한편, 상기 그래핀 양자점은 격자 간격이 0.1 nm 내지 0.4 nm인 벌집 격자를 이룰 수 있고, 이때, 격자 간격은 그래핀 양자점의 성장 방향에 대한 수직 방향을 의미하는 것으로, d1 또는 d2로 표시될 수 있다. As used herein, the term "graphene quantum dots" refers to a 0-dimensional carbon-based nanomaterial having a size of several to tens of nm or less, and has light emission characteristics in the visible light region, and such light emission characteristics may vary depending on the size. The size of the graphene quantum dots depends on the size of the metal catalyst particles used, and the size of the graphene quantum dots is preferably 0.1 nm to 50 nm, more preferably 0.1 nm to 10 nm, and 1 nm to 5 nm. It is most preferably nm, but is not limited thereto. On the other hand, the graphene quantum dots may form a honeycomb lattice having a lattice spacing of 0.1 nm to 0.4 nm, wherein the lattice spacing means a direction perpendicular to the growth direction of the graphene quantum dots, and is denoted by d 1 or d 2 can be

이하, 본 발명을 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail.

그래핀 양자점 패턴Graphene Quantum Dot Pattern

본 발명은 기판; 및 상기 기판 상에 패터닝된 그래핀 양자점을 포함하는 그래핀 양자점 패턴을 제공한다. The present invention is a substrate; And it provides a graphene quantum dot pattern comprising the graphene quantum dots patterned on the substrate.

먼저, 본 발명에 따른 그래핀 양자점 패턴은 기판을 포함하는 것으로, 상기 기판은 하나의 층 또는 다수의 층들을 나타낼 수 있으며, 상기 기판은 실리콘, 실리콘 산화물, 실리콘 탄화물, 유리 등의 다양한 재질일 수 있다. First, the graphene quantum dot pattern according to the present invention includes a substrate, the substrate may represent one layer or a plurality of layers, and the substrate may be made of various materials such as silicon, silicon oxide, silicon carbide, and glass. have.

다음으로, 본 발명에 따른 그래핀 양자점 패턴은 상기 기판 상에 패터닝된 그래핀 양자점을 포함하는 것으로, 상기 기판 상에 패터닝이라 함은 상기 기판 상에 원하는 위치에만 선택적으로 형성시킴을 의미할 수 있다. Next, the graphene quantum dot pattern according to the present invention includes graphene quantum dots patterned on the substrate, and patterning on the substrate may mean selectively forming only a desired position on the substrate. .

본 발명에 따르면, 기존 화학적 공정으로 제조된 그래핀 양자점과 달리, 기판 상에 원하는 위치에만 그래핀 양자점을 선택적으로 직접 패터닝시킬 수 있는 이점이 있다. 상기 패터닝은 선택적 이온빔 조사를 통해 구현될 수 있고, 선택적 이온빔 조사에 대해서는 후술하기로 한다. According to the present invention, unlike graphene quantum dots manufactured by a conventional chemical process, there is an advantage in that graphene quantum dots can be selectively and directly patterned only at desired positions on a substrate. The patterning may be implemented through selective ion beam irradiation, which will be described later.

그래핀 양자점 패턴의 제조방법Manufacturing method of graphene quantum dot pattern

본 발명은 (a) 선택적 이온빔 조사를 통해, 기판 내로 금속 촉매 소스를 주입하는 단계; (b) 상기 금속 촉매 소스가 주입된 기판을 가열하여 금속 촉매 입자를 형성하는 단계; 및 (c) 상기 금속 촉매 입자가 형성된 기판 상에 기상 탄소 흐름을 제공하여 그래핀 양자점을 패터닝하는 단계를 포함하는 그래핀 양자점 패턴의 제조방법을 제공한다. The present invention comprises the steps of: (a) implanting a metal catalyst source into a substrate through selective ion beam irradiation; (b) forming metal catalyst particles by heating the substrate onto which the metal catalyst source is injected; and (c) providing a gaseous carbon flow on the substrate on which the metal catalyst particles are formed to pattern the graphene quantum dots.

먼저, 본 발명에 따른 그래핀 양자점 패턴의 제조방법은 선택적 이온빔 조사를 통해, 기판 내로 금속 촉매 소스를 주입하는 단계[(a) 단계]를 포함한다.First, the method for manufacturing a graphene quantum dot pattern according to the present invention includes injecting a metal catalyst source into a substrate [step (a)] through selective ion beam irradiation.

본 명세서 내 "이온빔 조사"라 함은 이온빔 주입을 의미하는 것으로, 이온빔 조사량 및 이온빔 조사 에너지를 조절하여 이온 형태의 촉매 소스를 기판 내로 고르게 주입하기 기술로서, 플라즈마, 이온빔 스퍼터링 등 다른 증착 기술과는 크게 구분될 수 있다. 특히, 이온빔 스퍼터링 등과 같은 스퍼터링 기술을 이용하면, 이온 형태의 촉매 소스가 기판 표면에만 증착되기 때문에, 이들끼리 임의로 엉켜붙어 촉매 입자가 랜덤하게 되는 문제점이 있고, 따라서, 그 크기가 제어된 그래핀 양자점을 제조할 수 없다. As used herein, "ion beam irradiation" refers to ion beam implantation, which is a technique for evenly injecting an ion-type catalyst source into a substrate by adjusting the ion beam irradiation amount and ion beam irradiation energy. It is different from other deposition techniques such as plasma and ion beam sputtering. can be broadly distinguished. In particular, if a sputtering technique such as ion beam sputtering is used, since the catalyst source in the form of ions is deposited only on the surface of the substrate, there is a problem that the catalyst particles are randomly entangled with each other. cannot be manufactured

특히, 상기 선택적 이온빔 조사를 이용하면, 기판 상의 원하는 위치에만 그래핀 양자점을 선택적으로 직접 패터닝시킬 수 있는 이점이 있는데, 이를 위해, 상기 선택적 이온빔 조사는 쉐도우 마스크를 이용한 이온빔 조사; 또는 포커스 이온빔 조사일 수 있다. 이때, 쉐도우 마스크를 이용하여 이온빔을 조사하면 쉐도우 마스크로 가려지지 않은 영역에만 선택적으로 이온빔이 통과할 수 있고, 쉐도우 마스크 패턴에 대응되도록 그래핀 양자점을 패터닝할 수 있는 이점을 가진다. 또한, 포커스 이온빔을 조사하면 포커스 영역에만 집중적으로 이온빔이 통과할 수 있다. 다만, 포커스 이온빔 조사의 경우, 이온 입자들 간의 반발력으로 인하여 집속시킬 수 있는 이온빔의 사이즈를 수 나노미터 사이즈로 제어하기 어려운 한계가 있다. 따라서, 쉐도우 마스크를 이용한 이온빔 조사가 보다 바람직하나, 이에 한정되지 않는다. In particular, when the selective ion beam irradiation is used, there is an advantage that graphene quantum dots can be selectively and directly patterned only on a desired position on a substrate. For this purpose, the selective ion beam irradiation includes ion beam irradiation using a shadow mask; Alternatively, it may be focused ion beam irradiation. In this case, when the ion beam is irradiated using the shadow mask, the ion beam can selectively pass only in the region not covered by the shadow mask, and the graphene quantum dots can be patterned to correspond to the shadow mask pattern. In addition, when the focused ion beam is irradiated, the ion beam can pass through only the focus region. However, in the case of focused ion beam irradiation, there is a limitation in that it is difficult to control the size of the focused ion beam to a size of several nanometers due to the repulsive force between ion particles. Therefore, ion beam irradiation using a shadow mask is more preferable, but is not limited thereto.

상기 이온빔 조사량은 1 X 10 13 ion/cm2 내지 1 X 10 19 ion/cm2 일 수 있고, 1 X 10 13 ion/cm2 내지 5 X 10 15 ion/cm2인 것이 바람직하나, 이에 한정되지 않는다. 이때, 상기 이온빔 조사량이 너무 낮은 경우에는 기판 내로 금속 촉매 소스를 효과적으로 주입할 수 없고, 이에 따라, 기판 상에 형성된 금속 촉매 입자의 밀도가 너무 낮아지는 문제점이 있다. 한편, 상기 이온빔 조사량이 증가할 수록, 최종 패터닝된 그래핀 양자점의 크기가 증가하기 때문에, 상기 그래핀 양자점 대신 탄소나노튜브(CNT)가 제조되는 것을 방지하기 위해서는, 상기 이온빔 조사량은 5 X 10 15 ion/cm2 이하인 것이 바람직하고, 5 X 10 14 ion/cm2 이하인 것이 보다 바람직하나, 이에 한정되지 않는다. The ion beam irradiation amount may be 1 X 10 13 ion/cm 2 to 1 X 10 19 ion/cm 2 , preferably 1 X 10 13 ion/cm 2 to 5 X 10 15 ion/cm 2 , but not limited thereto does not In this case, when the ion beam irradiation amount is too low, it is impossible to effectively inject the metal catalyst source into the substrate, and accordingly, there is a problem in that the density of the metal catalyst particles formed on the substrate is too low. On the other hand, since the size of the final patterned graphene quantum dots increases as the ion beam irradiation amount increases, in order to prevent carbon nanotubes (CNTs) from being produced instead of the graphene quantum dots, the ion beam irradiation amount is 5 X 10 15 ion/cm 2 or less is preferable, and 5 X 10 14 ion/cm 2 or less is more preferable, but is not limited thereto.

상기 이온빔 조사 에너지는 10 keV 내지 1 MeV 이하일 수 있고, 35 keV 내지 60 keV인 것이 바람직하나, 이에 한정되지 않는다. 이때, 상기 이온빔 조사 에너지가 너무 낮은 경우에는 이온빔 조사 이후 가열 시 표면으로 이온종이 더 잘 올라와 크기가 큰 금속 촉매 입자가 생성되며, 상기 이온빔 조사 에너지가 너무 높은 경우에는 기판 내에 깊숙이 이온종이 주입되기 때문에, 가열 시 표면으로 올라오는 이온종이 적어져 생성되는 금속 촉매 입자의 크기가 작아지는 효과가 있다. The ion beam irradiation energy may be 10 keV to 1 MeV or less, preferably 35 keV to 60 keV, but is not limited thereto. At this time, when the ion beam irradiation energy is too low, ion species rise better to the surface during heating after ion beam irradiation, and large metal catalyst particles are generated. , there is an effect that the size of the metal catalyst particles produced becomes smaller as there are fewer ionic species that rise to the surface during heating.

상기 금속 촉매 소스는 이온빔 조사에 사용하기 위해 이온 형태로 제공되는데, 구리, 철, 백금, 인듐 및 니켈로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 금속 이온을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 중간 제조된 금속 촉매 입자의 크기를 작게 유지함으로써, 최종 패터닝된 그래핀 양자점의 크기를 작게 유지하기 위해서는 철 이온을 포함하는 것이 바람직하나, 이에 한정되지 않는다. The metal catalyst source is provided in the form of ions for use in ion beam irradiation, and may include one or more metal ions selected from the group consisting of copper, iron, platinum, indium, and nickel, but is not limited thereto. In order to keep the size of the final patterned graphene quantum dots small by keeping the size of the intermediately prepared metal catalyst particles small, it is preferable to include iron ions, but the present invention is not limited thereto.

다음으로, 본 발명에 따른 그래핀 양자점 패턴의 제조방법은 상기 금속 촉매 소스가 주입된 기판을 가열하여 금속 촉매 입자를 형성하는 단계[(b) 단계]를 포함한다. Next, the method for producing a graphene quantum dot pattern according to the present invention includes a step [(b) step] of forming metal catalyst particles by heating the substrate into which the metal catalyst source is injected.

상기 금속 촉매 소스가 주입된 기판을 가열함으로써, 상기 금속 촉매 소스가 상기 기판 표면으로 올라와 상기 기판 상에 금속 촉매 입자를 형성할 수 있다. 이로써, 상기 금속 촉매 입자는 상기 기판 상에 고르게 분포되어, 이들끼리 임의로 엉켜붙는 현상을 방지할 수 있는 이점이 있다. 이때, 상기 금속 촉매 입자의 형성은 선택적 이온빔 조사에 대응되도록 패터닝된 것을 의미한다. By heating the substrate into which the metal catalyst source is injected, the metal catalyst source may rise to the surface of the substrate to form metal catalyst particles on the substrate. Accordingly, the metal catalyst particles are evenly distributed on the substrate, and there is an advantage in that it is possible to prevent a phenomenon in which they are arbitrarily entangled with each other. In this case, the formation of the metal catalyst particles means that the metal catalyst particles are patterned to correspond to selective ion beam irradiation.

상기 가열은 1차 가열로서, 불활성 기체 분위기 하에, 800 ℃ 내지 1200 ℃의 온도에서 수행될 수 있다. 상기 가열 온도가 높아질수록, 보다 작은 크기의 금속 촉매 입자를 형성할 수 있어, 최종 패터닝된 그래핀 양자점의 크기가 감소할 수 있다. The heating is a primary heating, and may be performed at a temperature of 800° C. to 1200° C. under an inert gas atmosphere. As the heating temperature increases, metal catalyst particles having a smaller size may be formed, thereby reducing the size of the final patterned graphene quantum dots.

상기 금속 촉매 입자의 크기는 상기 그래핀 양자점의 크기를 좌우하는 요소로서, 이온빔 조사량, 금속 촉매 소스의 종류, 가열 온도에 따라 조절될 수 있다. 상기 금속 촉매 입자의 크기는 0.1 nm 내지 50 nm인 것이 바람직하고, 0.1 nm 내지 10 nm인 것이 더욱 바람직하고, 1 nm 내지 5 nm인 것이 가장 바람직하고, 이에 한정되지 않는다. The size of the metal catalyst particles is a factor influencing the size of the graphene quantum dots, and may be adjusted according to an ion beam irradiation amount, a type of a metal catalyst source, and a heating temperature. The size of the metal catalyst particles is preferably 0.1 nm to 50 nm, more preferably 0.1 nm to 10 nm, most preferably 1 nm to 5 nm, but is not limited thereto.

다음으로, 본 발명에 따른 그래핀 양자점 패턴의 제조방법은 상기 금속 촉매 입자가 형성된 기판 상에 기상 탄소 흐름을 제공하여 그래핀 양자점을 패터닝하는 단계[(c) 단계]를 포함한다. Next, the method for producing a graphene quantum dot pattern according to the present invention includes a step [(c) step] of patterning the graphene quantum dots by providing a gaseous carbon flow on the substrate on which the metal catalyst particles are formed.

상기 그래핀 양자점의 패터닝은 불활성 기체 분위기 하에, 800 ℃ 내지 1200 ℃의 온도에서 10분 내지 1시간 동안 수행될 수 있다. 상기 그래핀 양자점의 패터닝은 2차 가열로서, 상기 1차 가열과 동일한 온도 조건 또는 상기 1차 가열보다 높은 온도 조건에서 수행될 수 있는데, 900 ℃ 내지 1200 ℃의 온도에서 수행되는 것이 바람직하고, 1000 ℃ 내지 1200 ℃의 온도에서 수행되는 것이 더욱 바람직하나, 이에 한정되지 않는다. 이때, 상기 금속 촉매 입자는 나노 크기로서, 벌크 물질에 비해 녹는점이 상당히 낮아진 상태이므로, 상기 2차 가열 동안 모두 제거될 수 있다. 또한, 상기 2차 가열 온도가 높아질수록 그래핀의 양자점의 결정성이 좋아지는 이점이 있다. The patterning of the graphene quantum dots may be performed for 10 minutes to 1 hour at a temperature of 800 °C to 1200 °C under an inert gas atmosphere. The patterning of the graphene quantum dots is a secondary heating, and may be performed under the same temperature condition as the primary heating or a higher temperature condition than the primary heating, preferably performed at a temperature of 900 ° C. to 1200 ° C., 1000 It is more preferably carried out at a temperature of ℃ to 1200 ℃, but is not limited thereto. In this case, the metal catalyst particles are nano-sized, and since the melting point is significantly lower than that of the bulk material, all of them may be removed during the secondary heating. In addition, as the secondary heating temperature increases, there is an advantage in that the crystallinity of the quantum dots of graphene is improved.

상기 기상 탄소의 유량은 5 sccm 내지 500 sccm일 수 있고, 5 sccm 내지 50 sccm인 것이 바람직하고, 5 sccm 내지 30 sccm인 것이 더욱 바람직하나, 이에 한정되지 않는다. 상기 기상 탄소의 유량이 낮아질수록, 최종 패터닝된 그래핀 양자점의 크기가 감소할 수 있다. The flow rate of the gaseous carbon may be 5 sccm to 500 sccm, preferably 5 sccm to 50 sccm, and more preferably 5 sccm to 30 sccm, but is not limited thereto. As the flow rate of the gaseous carbon decreases, the size of the final patterned graphene quantum dots may decrease.

상기 (c) 단계 이후, 별도의 추가 처리 없이도, 상기 금속 촉매 입자는 제거될 수 있다. 상기 금속 촉매 입자는 그 크기가 작기 때문에, 고온 분위기로 인하여 쉽게 증발되어 제거될 수 있다. After step (c), the metal catalyst particles may be removed without additional treatment. Since the metal catalyst particles are small in size, they can be easily evaporated and removed due to a high temperature atmosphere.

본 발명에 따르면, 기판 상에 에칭제, 산 또는 유해한 화학물질의 사용 없이, 바텀업(Bottom-Up) 방식을 통해, 구체적으로, 이온빔 조사를 통해, 작은 크기의 금속 촉매 입자를 형성함으로써, 그 크기가 일정하게 제어된 그래핀 양자점을 선택적으로 최종 패터닝시킬 수 있다. 또한, 상기 그래핀 양자점의 최종 패터닝 후에, 별도의 추가 처리 없이도, 사용된 작은 크기의 금속 촉매 입자는 고온 분위기로 인하여 증발되어 제거될 수 있는 이점이 있다. According to the present invention, without the use of an etchant, acid or harmful chemical on a substrate, through a bottom-up method, specifically, through ion beam irradiation, by forming small-sized metal catalyst particles, the The final patterning of graphene quantum dots whose size is controlled to be constant can be selectively performed. In addition, after the final patterning of the graphene quantum dots, there is an advantage that the metal catalyst particles of a small size used can be evaporated and removed due to a high temperature atmosphere without additional processing.

특히, 본 발명에 따르면, 기판 상에 원하는 위치에만 그래핀 양자점을 선택적으로 직접 패터닝될 수 있어, 요즘 각광받고 있는 전기 전자 소자로의 적용에 매우 유리하다. In particular, according to the present invention, graphene quantum dots can be selectively and directly patterned only at desired positions on a substrate, which is very advantageous for application to electrical and electronic devices that are in the spotlight these days.

본 발명에 따라 제조된 그래핀 양자점 패턴은 기존 부작용이 많았던 바이오 이미징, 조영제 및 약물 전달체로 사용되는 물질을 대체할 수 있을 뿐만 아니라, 그래핀 양자점 패턴의 발광 특성을 이용하여 다양한 의약 분야에 활용될 수 있다. 또한, 본 발명에 따라 제조된 그래핀 양자점 패턴의 발광 특성을 이용하여 최근 개발되고 있으나, 대부분 카드뮴 및 철 등 인체 유해한 요소가 활용되고 있어 문제가 되고 있는 투명 플렉서블 디스플레이 분야의 발전에도 크게 기여할 수 있다. The graphene quantum dot pattern prepared according to the present invention can not only replace materials used as bio-imaging, contrast agents, and drug carriers, which have many side effects, but also can be utilized in various pharmaceutical fields by using the luminescent properties of the graphene quantum dot pattern. can In addition, although recently developed using the light emitting characteristics of the graphene quantum dot pattern prepared according to the present invention, most of the elements harmful to the human body such as cadmium and iron are utilized, which can greatly contribute to the development of the transparent flexible display field, which is a problem. .

이와 더불어, 본 발명에 따라 제조된 그래핀 양자점 패턴의 반도체적인 성질을 이용하여, 최근 이슈화되고 있는 수질 오염 물질 분해뿐만 아니라, 수소 생산이 가능한 광촉매 분야 발전에도 도움을 줄 수 있고, 그밖에, 본 발명에 따라 제조된 그래핀 양자점 패턴의 우수한 열 및 전기전도도를 이용하면, 그 응용 분야를 더욱 확장시킬 수 있다. In addition, by using the semiconductor properties of the graphene quantum dot pattern prepared according to the present invention, it is possible to help not only the decomposition of water pollutants, which has recently been an issue, but also the development of the photocatalyst field capable of hydrogen production, and in addition, the present invention By using the excellent thermal and electrical conductivity of the graphene quantum dot pattern prepared according to the method, the field of application can be further expanded.

이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시한다. 그러나 하기의 실시예는 본 발명을 보다 쉽게 이해하기 위하여 제공되는 것일 뿐, 하기 실시예에 의해 본 발명의 내용이 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, preferred examples are presented to help the understanding of the present invention. However, the following examples are only provided for easier understanding of the present invention, and the contents of the present invention are not limited by the following examples.

[실시예][Example]

실시예 1Example 1

도 1의 상부 그림에 도시한 바와 같이, 실리콘 재질의 기판 상에 일정 간격 이격시킨 격자 무늬의 쉐도우 마스크(shadow mask)를 적용한 채로, 이온빔 조사를 수행하여 그래핀 양자점 패턴을 제조하였다. 구체적으로, KAERI 자체개발한 이온빔 조사 장치를 이용하여, 실리콘 재질의 기판 내로 금속 촉매 소스(Fe 이온 함유)를 주입하였다. 이때, 이온빔 조사 장치는 이온빔이 시료에 조사되기 전 2개 전자석을 통과하게 되는 구조로서, 2개 전자석은 한쪽은 X 방향, 다른쪽은 Y 방향으로 이온빔을 집속할 수 있으며, 이온빔 조사량은 5 X 10 14 ion/cm2로 하되, 이온빔 조사 에너지는 35 keV로 유지하였다. 이후, 금속 촉매 소스가 주입된 기판을 불활성 기체 분위기(Ar의 유량: 100 sccm) 하에 800 ℃로 1차 가열하여 금속 촉매 입자를 형성하였다. 이후, 금속 촉매 입자가 형성된 기판을 불활성 기체 분위기(Ar의 유량: 100 sccm) 하에 1000 ℃로 2차 가열하되, 기상 탄소(CH4의 유량: 25 sccm) 흐름을 제공하여 20분에 걸쳐 그래핀 양자점 패턴을 최종 제조하였다. As shown in the upper figure of FIG. 1, ion beam irradiation was performed to prepare a graphene quantum dot pattern while applying a shadow mask of a grid pattern spaced apart at regular intervals on a silicon substrate. Specifically, a metal catalyst source (containing Fe ions) was implanted into a silicon substrate using an ion beam irradiation device developed by KAERI. At this time, the ion beam irradiation device has a structure in which the ion beam passes through two electromagnets before being irradiated to the sample. 10 14 ion/cm 2 , but the ion beam irradiation energy was maintained at 35 keV. Thereafter, the substrate onto which the metal catalyst source was injected was first heated to 800° C. under an inert gas atmosphere (flow rate of Ar: 100 sccm) to form metal catalyst particles. Thereafter, the substrate on which the metal catalyst particles are formed is heated a second time to 1000° C. under an inert gas atmosphere (flow rate of Ar: 100 sccm), but graphene over 20 minutes by providing a flow of gaseous carbon (flow rate of CH 4 : 25 sccm) A quantum dot pattern was finally prepared.

실시예 2Example 2

이온빔 조사량을 5 X 10 15 ion/cm2로 한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 그래핀 양자점 패턴을 최종 제조하였다. A graphene quantum dot pattern was finally prepared in the same manner as in Example 1, except that the ion beam irradiation amount was 5 X 10 15 ion/cm 2 .

실시예 3Example 3

도 1의 하부 그림에 도시한 바와 같이, 실리콘 재질의 기판 상에 포커스(focus) 이온빔 조사를 수행하여 그래핀 양자점 패턴을 제조하였다. 구체적으로, KAERI 자체개발한 포커스 이온빔 조사 장치를 이용하여, 실리콘 재질의 기판 내로 금속 촉매 소스(Fe 이온 함유)를 주입하였다. 이때, 이온빔 조사 장치는 이온빔이 시료에 조사되기 전 2개 전자석을 통과하게 되는 구조로서, 2개 전자석은 한쪽은 X 방향, 다른쪽은 Y 방향으로 이온빔을 집속할 수 있으며, 이온빔 조사량은 5 X 10 14 ion/cm2로 하되, 이온빔 조사 에너지는 35 keV로 유지하였다. 이후, 금속 촉매 소스가 주입된 기판을 불활성 기체 분위기(Ar의 유량: 100 sccm) 하에 800 ℃로 1차 가열하여 금속 촉매 입자를 형성하였다. 이후, 금속 촉매 입자가 형성된 기판을 불활성 기체 분위기(Ar의 유량: 100 sccm) 하에 1000 ℃로 2차 가열하되, 기상 탄소(CH4의 유량: 25 sccm) 흐름을 제공하여 20분에 걸쳐 그래핀 양자점 패턴을 최종 제조하였다. As shown in the lower figure of FIG. 1 , a graphene quantum dot pattern was prepared by performing focused ion beam irradiation on a silicon substrate. Specifically, a metal catalyst source (containing Fe ions) was implanted into a silicon substrate using a focused ion beam irradiation device developed by KAERI. At this time, the ion beam irradiation device has a structure in which the ion beam passes through two electromagnets before being irradiated to the sample. 10 14 ion/cm 2 , but the ion beam irradiation energy was maintained at 35 keV. Thereafter, the substrate onto which the metal catalyst source was injected was first heated to 800° C. under an inert gas atmosphere (flow rate of Ar: 100 sccm) to form metal catalyst particles. Thereafter, the substrate on which the metal catalyst particles are formed is heated a second time to 1000° C. under an inert gas atmosphere (flow rate of Ar: 100 sccm), but graphene over 20 minutes by providing a flow of gaseous carbon (flow rate of CH 4 : 25 sccm) A quantum dot pattern was finally prepared.

도 2는 실시예 1에 따른 그래핀 양자점 패턴의 제조 과정 중, 기판 상에 형성된 금속 촉매 입자를 보여주는 SEM 사진 및 AFM 사진이다. 2 is an SEM photograph and AFM photograph showing metal catalyst particles formed on a substrate during the manufacturing process of the graphene quantum dot pattern according to Example 1. FIG.

도 2에 나타난 바와 같이, 이온빔 조사를 통해, 기판 내로 금속 촉매 소스(Fe 이온 함유)를 주입한 후, 금속 촉매 소스가 주입된 기판을 불활성 기체 분위기 하에 800 ℃로 가열하면 작은 크기의 금속 촉매 입자를 형성할 수 있는 것으로 확인된다. As shown in FIG. 2 , after injecting a metal catalyst source (containing Fe ions) into the substrate through ion beam irradiation, and heating the substrate into which the metal catalyst source is injected to 800° C. under an inert gas atmosphere, small-sized metal catalyst particles was found to be able to form

도 3은 실시예 1에 따라 패터닝된 그래핀 양자점의 특성을 분석한 TEM 사진 및 라만 분석(Raman Spectroscopy) 그래프이고, 도 4는 실시예 1에 따라 패터닝된 그래핀 양자점의 특성을 분석한 TEM 사진 및 격자 간격(lattic spacing) 분석 결과이며, 도 5는 실시예 1에 따라 패터닝된 그래핀 양자점의 특성을 분석한 FT-IR 그래프, EDX 그래프 및 XPS 그래프이다.3 is a TEM photograph and a Raman spectroscopy graph analyzing the characteristics of the graphene quantum dots patterned according to Example 1, and FIG. 4 is a TEM photograph analyzing the characteristics of the graphene quantum dots patterned according to Example 1. and lattic spacing analysis results, and FIG. 5 is an FT-IR graph, EDX graph, and XPS graph analyzing the characteristics of graphene quantum dots patterned according to Example 1.

도 3 내지 도 5에 나타난 바와 같이, 그래핀 양자점은 그 크기가 약 3.15 nm 내지 4.4 nm이면서, 그 격자 간격이 약 0.225 nm 내지 약 0.336 nm인 벌집 격자를 이루는 것으로 확인되는바, 그 크기 및 격자 간격이 일정하게 제어된 상태라고 볼 수 있다. 또한, 그래핀 양자점은 탄소 재질인 것으로 확인된다. As shown in FIGS. 3 to 5 , it is confirmed that the graphene quantum dots form a honeycomb lattice having a size of about 3.15 nm to 4.4 nm and a lattice spacing of about 0.225 nm to about 0.336 nm, the size and lattice It can be seen that the interval is controlled to be constant. In addition, it is confirmed that the graphene quantum dots are made of a carbon material.

도 6은 실시예 1에 따라, 기판 상에 그래핀 양자점 패턴이 선택적으로 형성되었는지 여부를 보여주는 SEM 사진, EDX 사진 및 EDX 맵핑 그래프이고, 도 7은 실시예 2에 따라, 기판 상에 그래핀 양자점 패턴이 선택적으로 형성되었는지 여부를 보여주는 SEM 사진이다. 6 is an SEM photograph, an EDX photograph, and an EDX mapping graph showing whether a graphene quantum dot pattern is selectively formed on a substrate according to Example 1, and FIG. 7 is a graphene quantum dot on a substrate according to Example 2 It is an SEM picture showing whether the pattern was selectively formed.

도 6 및 도 7에 나타난 바와 같이, 그래핀 양자점 패턴은 기판 중 쉐도우 마스크로 가려지지 않은 채로 이온빔 조사가 이루어진 영역에만 선택적으로 형성된 것으로 확인된다. As shown in FIGS. 6 and 7 , it is confirmed that the graphene quantum dot pattern is selectively formed only in the region irradiated with the ion beam without being covered by the shadow mask of the substrate.

다만, 도 6 및 도 7에 도시된 SEM 사진의 비교로부터, 이온빔 조사량이 증가할수록 최종 제조된 그래핀 양자점의 크기가 증가하기 때문에, 이온빔 조사량은 5 X 10 14 ion/cm2 이내인 것이 바람직하다고 볼 수 있다. However, from the comparison of the SEM photos shown in FIGS. 6 and 7, since the size of the finally prepared graphene quantum dots increases as the ion beam irradiation amount increases, the ion beam irradiation amount is preferably within 5 X 10 14 ion/cm 2 can see.

전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. The above description of the present invention is for illustration, and those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains can understand that it can be easily modified into other specific forms without changing the technical spirit or essential features of the present invention. will be. Therefore, it should be understood that the embodiments described above are illustrative in all respects and not restrictive.

Claims (8)

기판; 및
상기 기판 상에 이온빔 조사를 통해 균일하게 패터닝된 그래핀 양자점을 포함하며
상기 패터닝된 그래핀 양자점의 크기는 0.1 nm 내지 10 nm 인 그래핀 양자점 패턴.
Board; and
and graphene quantum dots uniformly patterned through ion beam irradiation on the substrate,
The size of the patterned graphene quantum dots is 0.1 nm to 10 nm graphene quantum dot pattern.
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 그래핀 양자점은 격자 간격이 0.1 nm 내지 0.4 nm인 벌집 격자를 이루는 것을 특징으로 하는, 그래핀 양자점 패턴.
According to claim 1,
The graphene quantum dots are characterized in that forming a honeycomb lattice having a lattice spacing of 0.1 nm to 0.4 nm, a graphene quantum dot pattern.
(a) 선택적 이온빔 조사를 통해, 기판 내로 금속 촉매 소스를 주입하는 단계;
(b) 상기 금속 촉매 소스가 주입된 기판을 가열하여 크기가 0.1 nm 내지 10 nm 인 금속 촉매 입자를 형성하는 단계; 및
(c) 상기 금속 촉매 입자가 형성된 기판 상에 기상 탄소 흐름을 제공하여 상기 금속 촉매를 제거하고, 크기가 0.1 nm 내지 10 nm 인 그래핀 양자점을 패터닝하는 단계를 포함하는 그래핀 양자점 패턴의 제조방법.
(a) implanting a metal catalyst source into a substrate through selective ion beam irradiation;
(b) heating the substrate on which the metal catalyst source is injected to form metal catalyst particles having a size of 0.1 nm to 10 nm; and
(c) removing the metal catalyst by providing a gaseous carbon flow on the substrate on which the metal catalyst particles are formed, and patterning the graphene quantum dots having a size of 0.1 nm to 10 nm Method for producing a graphene quantum dot pattern .
제4항에 있어서,
상기 (a) 단계에서 선택적 이온빔 조사는 쉐도우 마스크를 이용한 이온빔 조사; 또는 포커스 이온빔 조사인 것을 특징으로 하는, 그래핀 양자점 패턴의 제조방법.
5. The method of claim 4,
The selective ion beam irradiation in step (a) includes: ion beam irradiation using a shadow mask; Or focused ion beam irradiation, characterized in that the graphene quantum dot pattern manufacturing method.
제4항에 있어서,
상기 (a) 단계에서 이온빔 조사량은 1 X 10 13 ion/cm2 내지 1 X 10 19 ion/cm2 인 것을 특징으로 하는, 그래핀 양자점 패턴의 제조방법.
5. The method of claim 4,
The ion beam irradiation amount in step (a) is 1 X 10 13 ion/cm 2 to 1 X 10 19 ion/cm 2 A method of manufacturing a graphene quantum dot pattern, characterized in that it is.
제4항에 있어서,
상기 (b) 단계는 불활성 기체 분위기 하에, 800 ℃ 내지 1200 ℃의 온도에서 수행되는 것을 특징으로 하는, 그래핀 양자점 패턴의 제조방법.
5. The method of claim 4,
The step (b) is a method for producing a graphene quantum dot pattern, characterized in that it is performed at a temperature of 800 ℃ to 1200 ℃ under an inert gas atmosphere.
제4항에 있어서,
상기 (c) 단계에서 기상 탄소의 유량은 5 sccm 내지 500 sccm인 것을 특징으로 하는, 그래핀 양자점 패턴의 제조방법.
5. The method of claim 4,
The flow rate of gaseous carbon in step (c) is 5 sccm to 500 sccm, characterized in that the graphene quantum dot pattern manufacturing method.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR101400723B1 (en) * 2013-02-28 2014-05-30 포항공과대학교 산학협력단 Patterning method of graphene
CN104787756A (en) 2015-04-07 2015-07-22 上海大学 Macroscopic preparation method for graphene quantum dots

Patent Citations (2)

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