KR20150122469A - 그래핀을 이용한 나노와이어 구조체의 제조 방법 및 이에 의해 제조된 나노와이어 구조체 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 나노와이어의 제조 방법은, (a) 기판을 마련하는 단계; (b) 상기 기판 상에 그래핀 층을 형성하는 단계; 및 (c) 상기 그래핀 층 상에 나노와이어를 성장시키는 단계를 포함한다.

Description

그래핀을 이용한 나노와이어 구조체의 제조 방법 및 이에 의해 제조된 나노와이어 구조체{A method for manufacturing a nanowire structure using a graphene and a nanowire structure manufactured by the same}
본 발명은 그래핀을 이용한 나노와이어 구조체의 제조 방법 및 이에 의해 제조된 나노와이어 구조체에 관한 것으로서, 좀 더 구체적으로는, 그래핀 층 상에서 나노와이어를 성장시킴으로써 나노와이어 구조체를 얻어내는 방법 및 이에 의해 제조된 나노와이어 구조체에 관한 것이다.
발광 소자나 광전자 소자 등에서 요구되는 다색화나 데이터 밀도 향상과 관련하여 청색광 ~ 자외선광 영역의 파장을 갖는 발광 다이오드와 레이저 다이오드(Laser diode)의 개발이 요구되고 있다.
갈륨나이트라이드(GaN)는 직접 천이형 밴드갭(direct bandgap) 반도체이며, 밴드갭이 대략 3.45eV로 비교적 크기 때문에 청색과 자외선 발광 소자를 개발하는데 많이 사용하고 있다. 그러나, 기존의 박막(Thin film)을 기본으로 하는 GaN 발광 소자는 그 크기가 마이크로미터 이상이기 때문에 점점 미세화되어 가는 발광 소자에 적용하는데 한계가 있다.
특히, 박막형 소자의 경우 제조과정에서 기판과 GaN 박막 사이의 격자 상수 차이에 의해 응력이 발생하고, 이 응력을 완화하기 위해 전위(dislocation)와 같은 결함들이 발생하면서 광 특성이 열화되는 치명적인 단점을 갖고 있다.
나노와이어(nanowire)는 직경이 수백nm 이하이며, 길이가 수 마이크로미터 이상인 나노 구조를 총칭한다. 이러한 나노와이어는 기판과의 접촉면적이 적어 지지 없이 서있는 상태를 유지하며, 넓은 표면적을 갖고 있기 때문에 여러가지 소자를 구성하는데 유용한 기본 단위로 활용이 가능하다. 특히, GaN 나노와이어는 기존의 박막형 발광소자가 갖는 단점을 극복한 새로운 차세대 나노 발광소자의 재료로 이용될 수 있다.
다만, 이러한 GaN 나노와이어를 성장시킴에 있어서 Si 기판 상에 갈륨의 전구체 및 질소의 전구체를 직접 공급하면서 성장시키는 경우 나노와이어의 형성 밀도가 낮고 성장 길이 또한 짧게 형성되는 문제점이 있다.
본 발명은 상술한 문제점을 고려하여 창안된 것으로서, 기판 상에 그래핀 층을 먼저 형성한 후, 그 위에서 GaN 나노와이어를 성장시킴으로써 형성 밀도 및 성장 길이 등의 측면에서 더욱 우수한 나노와이어 구조체를 얻을 수 있는 방법 및 이러한 방법에 의해 제조된 양질의 나노와이어 구조체를 제공함을 목적으로 한다.
다만, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 과제에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 발명의 구체적 설명을 위한 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 나노와이어 구조체의 제조 방법은, (a) 기판을 마련하는 단계; (b) 상기 기판 상에 그래핀 층을 형성하는 단계; 및 (c) 상기 그래핀 층 상에 나노와이어를 성장시키는 단계를 포함한다.
상기 (b)단계는, 금속 촉매에 상기 촉매 층에 메탄 및 수소를 함유하는 가스를 반응시킨 후 이를 냉각 시킴으로써 그래핀을 합성하는 단계; 합성된 상기 그래핀 아래의 금속 촉매 부분을 제거하는 단계; 및 금속 촉매 부분을 제거함으로써 얻어진 그래핀 층을 상기 기판 상에 레이어링 하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 (b)단계는, 상기 기판 상에 금속 촉매 층을 형성하는 단계; 및 상기 촉매 층을 메탄 및 수소를 함유하는 가스와 반응시킨 후 이를 냉각시킴으로써 그래핀 층을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 (b)단계는, 화학증기증착법(CVD)에 의해 그래핀을 합성하는 단계일 수 있다.
상기 (c)단계는, 유기금속화학증착법(MOCVD)에 의해 나노와이어를 성장시키는 단계일 수 있다.
상기 나노와이어는 GaN 나노와이어일 수 있다.
상기 (c)단계는, (c1) 상기 그래핀 층 상에 제1형 GaN 나노와이어를 성장시키는 단계; 및 (c2) 성장된 상기 제1형 GaN 나노와이어 상에 타입을 달리하는 제2형 GaN 나노와이어를 성장시키는 단계를 포함할 수 있다.
상기 제1형 나노와이어는 n-타입 나노와이어이고, 상기 제2형 나노와이어는 p-타입 나노와이어일 수 있다.
상기 (c1)단계는, 상기 그래핀 층이 형성된 상기 기판을 MOCVD 반응기 내부에 장입하는 단계; 장입된 기판의 그래핀 층 상에 수소 가스의 공급과 함께 열처리를 수행하는 단계; 제1 온도에서 갈륨의 전구체 가스 및 질소의 전구체 가스를 공급하면서 나노와이어를 성장시키는 단계; 및 나노와이어가 성장하는 동안 n-타입 도핑물질을 공급함으로써 n-타입 나노와이어가 성장되도록 하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 갈륨의 전구체 가스는 트리메틸갈륨(TMG)이고, 상기 질소의 전구체 가스는 암노니아일 수 있다.
상기 n-타입 도핑물질은, SiH4 가스일 수 있다.
상기 (c2)단계는, 제2 온도에서 P-타입 도핑물질을 공급하여 p-타입 나노와이어를 상기 n-타입 나노와이어 상에 단계일 수 있다.
상기 p-타입 도핑물질은, Cp2Mg 일 수 있다.
상기 제2 온도는 제1 온도보다 더 낮게 형성될 수 있다.
한편, 이러한 제조 방법에 따라 제조된 본 발명의 일 실시예에 따른 나노와이어 구조체는, 기판; 상기 기판 상에 형성된 그래핀 층; 및 상기 그래핀 층 상에서 성장된 나노와이어를 포함한다.
상기 나노와이어는, GaN 나노와이어일 수 있다.
상기 나노와이어 층은, 상기 그래핀 층 상에 형성된 제1형 나노와이어 층; 및 상기 제1형 나노와이어 층 상에 형성된 제2형 나노와이어 층을 포함할 수 있다.
상기 제1형 나노와이어 층은 n-타입 나노와이어 층이고, 상기 제2형 나노와이어 층은 p-타입 나노와이어 층일 수 있다.
본 발명에 따르면, 형성 밀도 및 성장 길이 등의 측면에서 매우 우수한 특성을 갖는 양질의 나노와이어 구조체를 얻어낼 수 있다.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술되는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니 된다.
도 1은, 본 발명의 일 실시예에 따른 나노와이어 구조체의 제조 방법을 나타내는 순서도이다.
도 2는, 본 발명의 일 실시예에 따른 나노와이어 구조체를 이루는 기판을 나타내는 도면이다.
도 3은, 기판 상에 그래핀 층이 형성된 모습을 나타내는 도면이다.
도 4는, 그래핀 층을 성장시킴에 있어서, 시간에 따른 온도 변화를 나타내는 그래프이다.
도 5는, 그래핀 층 상에서 제1형 나노와이어를 성장시키는 모습을 나타내는 도면이다.
도 6은, 성장된 제1형 나노와이어 상에 제2형 나노와이어를 성장시키는 모습을 나타내는 도면이다.
도 7은, Si 기판 상에서 직접 성장된 나노와이어를 나타내는 비교예에 대한 현미경 사진이다.
도 8 및 도 9는, Si 기판 상에 형성된 그래핀 층 상에서 성장된 나노와이어를 나타내는 실시예에 대한 현미경 사진 및 그 확대 사진이다.
도 10은, 그래핀 층에 대한 라만 스펙트라(Raman spectra)를 나타내는 그래프이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일부 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도 1은, 본 발명의 일 실시예에 따른 나노와이어 구조체의 제조 방법을 나타내는 순서도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 나노와이어 구조체의 제조 방법은, (a) 기판을 마련하는 단계, (b) 마련된 기판 상에 그래핀 층을 형성하는 단계 및 (c) 그래핀 층 상에 나노와이어를 성장시키는 단계를 포함한다.
먼저, 도 2를 참조하여, 상기 (a)단계에 대해서 설명하기로 한다.
도 2는, 본 발명의 일 실시예에 따른 나노와이어 구조체를 이루는 기판을 나타내는 도면이다.
상기 기판(1)은 (111)로 배향된 Si 기판으로서, 적어도 1회 이사의 세척 과정을 거쳐 마련되는 것이다.
다음은, 도 3 및 도 4를 참조하여, 상기 (b)단계에 대해서 설명하기로 한다.
도 3은, 기판 상에 그래핀 층이 형성된 모습을 나타내는 도면이고, 도 4는, 그래핀 층을 성장시킴에 있어서, 시간에 따른 온도 변화를 나타내는 그래프이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 상기 그래핀 층(2)은, 니켈이나 구리 또는 백금 등의 금속을 촉매 층으로 이용하여 화학증기증착법(CVD)에 의해 합성될 수 있다.
즉, 상기 그래핀 층(2)은, 수 nm 내지 수십 nm의 두께로 촉매 층을 증착한 기판(1)을 고온에서 메탄과 수소의 혼합 가스와 반응시켜 적절한 양의 탄소가 촉매 층에 녹아 들어가거나, 흡착되도록 한 다음, 상온까지 냉각시킴으로써 얻어질 수 있다.
이처럼, 기판(1)을 고온에서 메탄과 수소의 혼합 가스와 반응시킨 후에 상온까지 냉각시키는 경우, 촉매 층 내에 포함되어 있던 탄소원자들이 표면에서 결정화 되면서 그래핀 결정구조를 결정하게 된다.
한편, 상기 그래핀 층(2)은, 상술한 방법에 따라 기판(1) 상에서 직접 형성될 수도 있지만, 별도의 촉매 금속 포일(foil)에 메탄 및 수소 혼합가스를 반응시키고 이를 냉각 시킴으로써 합성된 그래핀의 아래쪽에 있는 촉매 층을 제거함으로써 얻어질 수도 있는 것이다.
이처럼, 금속 포일을 이용하여 그래핀을 합성한 경우, 합성된 그래핀 층(2)을 별도의 공정에 의해 기판(1) 상에 레이어링 시킬 수 있다.
다음은, 도 5 및 도 6을 참조하여 (c)단계를 설명하기로 한다.
도 5는, 그래핀 층 상에서 제1형 나노와이어를 성장시키는 모습을 나타내는 도면이고, 도 6은, 성장된 제1형 나노와이어 상에 제2형 나노와이어를 성장시키는 모습을 나타내는 도면이다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 상기 나노와이어(3)는, 그래핀 층(2) 상에서 성장되어 형성되나 제1형 나노와이어(3a) 및 제2형 나노와이어(3b)를 포함한다.
즉, 상기 나노와이어 성장 단계는, 그래핀 층(2) 상에서 나노와이어를 성장시키되 성장 과정에서 제1형 도핑물질을 주입함으로써 제1형 나노와이어(3a)를 성장시키는 단계 및 나노와이어의 성장 과정에서 제2형 도핑물질을 주입함으로써 제1형 나노와이어(3a) 상에 제2형 나노와이어(3b)를 성장시키는 단계를 포함한다.
상기 나노와이어(3a)는, 예를 들어, 유기금속화학증착법(MOCVD)에 의해 형성될 수 있으며, GaN 나노와이어에 해당할 수 있다. 또한, 제1형 나노와이어(3a)는, 예를 들어, n-타입 나노와이어이고, 제2형 나노와이어(3b)는 p-타입 나노와이어에 해당할 수 있다.
먼저, 도 5를 참조하면, 상기 제1형 나노와이어(3a)는 그래핀 층(2)이 형성된 기판(1)을 MOCVD 반응기 내부에 장입하여 수소 가스의 공급과 함께 열처리를 수행한 후, 제1 온도에서 갈륨의 전구체 가스 및 질소의 전구체 가스를 공급하면서 나노와이어를 성장시키되 나노와이어가 성장하는 동안 제1형 도핑물질 공급함으로써 형성될 수 있다.
한편, 도 6을 참조하면, 성장된 나노와이어를 제1 온도보다 낮은 제2 온도에서 계속 성장시키되 제2형 도핑물질을 공급함으로써 앞서 형성된 제1형 나노와이어(3a) 상에 제2형 나노와이어(3b)를 성장시킬 수 있다.
상술한 바와 같이, 기판 상에서 나노와이어를 성장시키는데 있어서, 기판 상에 그래핀 층을 먼저 형성시킨 후, 그래핀 층 상에서 나노와이어를 성장시키는 경우 금속촉매 없이 수직 배양된 나노와이어를 얻을 수 있으며, 이로써 금속촉매로 인해 발생될 수 있는 결함을 최소화 할 수 있고 소자로 활용되는 경우 개선된 열적 특성과 우수한 전기적 특성을 가질 수 있다.
뿐만 아니라, 그래핀을 이용하여 상기와 같은 방법에 의해 성장된 나노와이어는 Si 기판 상에서 직접 배양된 나노와이어와 비교할 때에는 형성 밀도 및 성장 길이 등의 측면에서 우수한 품질을 갖게 된다.
이하에서는 나노와이어를 성장시킴에 있어서, 상술한 바와 같이 그래핀을 이용하여 성장시키는 경우(실시예)와, 이와는 달리 기판 상에 그래핀 층이나 금속 촉매 층의 형성 없이 직접 성장시키는 경우(비교예)를 설명하기로 한다.
실시예
(기판의 준비) Si(111) 기판을 아세톤 용액에 담근 후 초음파세척기로 약 5분간 클리닝 하고, 아세톤 용액에서 꺼낸 기판을 메탄올 용액에 담근 후 초음파 세척기로 약 5분간 클리닝 하였다. 이 후, 메탄올 용액에서 꺼낸 기판을 증류수와 과산화수소 그리고 황산을 1:1:3 비율로 섞어서 만든 용액에 약 5분간 담근 다음, 기판을 꺼내어 흐르는 증류수에서 약 5분간 세척하였다. 세척이 끝난 기판을 2% 농도의 불산 용액에 약 5분간 담그고, 불산 용액에서 꺼낸 기판을 iso-propanol 용액에 담근 후, iso-propanol 용액으로부터 기판을 꺼내어 N2 가스로 건조시켰다.
( 그래핀 층의 형성) 수nm 내지 수십nm 두께로 구리(니켈, 백금 등의 다양한 금속이 적용 가능)로 된 촉매 층을 증착한 기판을 CVD 시스템의 수평 전기로 중앙에 삽입하여 약 800~1000℃의 고온에서 메탄, 수소 혼합가스와 반응시켜 적절한 양의 탄소가 촉매층에 녹아들어가거나 흡착되도록 하였다. 실험에서 사용되는 분위기 가스는 수소(99.999%), 메탄(99.995%)을 사용하며, 수소 가스의 양은 약 2~5sccm 이었고, 메탄 가스의 양은 약 30~50sccm 이었으며, 이 때 성장 압력은 약 300~600mTorr 였다. 이 후 약 100~250℃/min 의 속도로 상온까지 냉각하여 촉매 층에 포함되어 있던 탄소원자들이 표면에서 결정화 되면서 그래핀 구조를 형성하였다.
( 나노와이어의 성장) 그래핀 위에 n-타입 GaN 나노와이어를 성장시키기 위해 기판을 MOCVD 반응기 내부에 장입하고, 기판을 고온에서 일정시간 동안 안정화 시킨 후 수소가스를 흘려주며 약 900~1050℃의 기판온도에서 약 30초~5분간 열화처리 시켰다. 반응기 내부에 공급되는 연료가스로 Ga의 전구체에 해당하는 Trimethylgallium(TMG)과 질소의 전구체에 해당하는 암모니아 가스를 사용하며, 기판 온도와 압력 그리고 성장시간을 각각 850~1000℃, 400~600Torr, 60~90분의 조건으로 하여 수직 배양된 나노와이어를 성장시켰다. 이 때, TMG의 양은 약 0.2~1.0sccm, 암모니아 가스는 1~3slpm의 유량을 가진다. LED에 적용하기 위한 n-타입 GaN을 만들기 위하여 나노와이어가 성장하는 동안 n-타입 도핑물질로 SiH4 가스를 공급하였으며, 그 양은 약 10~20sccm 이었다.
이리하여 n-타입 나노와이어를 성장시킨 후, n-타입 나노와이어의 성장과 같은 방법으로 반응기 내부에 연료가스로 TMG와 암모니아 가스를 적용하여 성장시키며 성장 과정에서 도핑물질인 Mg 소스로 Cp2Mg 가스 약 5~15sccm을 주입시켜 p-타입 나노와이어를 약 15~45분간 성장시켰다. 이 때의 성장조건은 온도 650~800℃ 였고, 압력은 400~600Torr 였다. 이렇게 성장된 p-타입 나노와이어는 n-타입 나노와이어를 따라 두께가 일정하고 수직 배양된 형태를 가졌으며, GaN 나노와이어의 길이가 성장 시간에 비례하여 증가함으로써 수nm 내지 수십nm의 길이를 가진 나노와이어를 얻어냄으로써 이를 각종 소자에 활용할 수 있었다.
비교예
기판 상에 그래핀 층을 형성하여 그 위에서 나노와이어를 성장시키지 않고, 기판 상에서 직접 나노와이어를 성장시켰다는 점을 제외하고는 모든 조건을 동등하게 적용하여 나노와이어를 성장시켰다.
도 7 내지 도9를 참조하면 본 발명의 실시예에 따라 성장된 나노와이어와 비교예에 따라 얻어진 나노와이어를 비교해 볼 수 있다.
도 7은, Si 기판 상에서 직접 성장된 나노와이어를 나타내는 비교예에 대한 현미경 사진이고, 도 8 및 도 9는, Si 기판 상에 형성된 그래핀 층 상에서 성장된 나노와이어를 나타내는 실시예에 대한 현미경 사진 및 그 확대 사진이다.
도 7 내지 도 9를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따라 성장된 나노와이어(3, 도 8 및 도 9 참조), 즉 그래핀 층을 이용하여 성장된 나노와이어는, 비교예에 따라 성장된 나노와이어, 즉 그래핀 층 없이 기판 상에서 직접 성장이 이루어진 나노와이어는 그 형성 밀도 및 성장 길이에서 많은 차이를 나타냄을 알 수 있다.
또한, 그래핀 층(2)에 대한 라만 스펙트라(Raman spectra)를 나타내는 그래프가 도시된 도 10을 참조하면, 나노와이어 구조체에 있어서 그래핀에 대한 피크(peak)가 명확히 나타나는 것을 볼 수 있으며, 이로써 그래핀 층 위에 나노와이어가 직접 성장 되었음을 확인할 수 있다.
한편, 이러한 방법은 기판 상에서 직접 나노와이어를 성장시키는 방법뿐만 아니라, 금속 촉매를 사용한 나노와이어를 성장시키는 방법과 비교하더라도 더 좋은 결과를 가져온다. 즉, 그래핀 상에서 나노와이어를 성장시키는 경우, 금속 촉매를 사용한 나노와이어 성장법과 비교할 때 금속 불순물에 의한 결함과 전자의 산란을 줄일 수 있다.
또한, 이러한 방법에 의해 제조된 나노와이어 구조체를 소자에 적용하는 경우 그래핀에 의한 캐리어 모빌리티(Carrier mobility)를 향상 시킬 수 있으며, 열적 특성이 우수한 발광 다이오드 소자의 개발이 가능하다.
이상에서 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.
1: 기판 2: 그래핀 층
3: 나노와이어 3a: 제1형 나노와이어
3b: 제2형 나노와이어

Claims (18)

  1. (a) 기판을 마련하는 단계;
    (b) 상기 기판 상에 그래핀 층을 형성하는 단계; 및
    (c) 상기 그래핀 층 상에 나노와이어를 성장시키는 단계를 포함하는 나노와이어 구조체의 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 (b)단계는,
    금속 촉매에 상기 촉매 층에 메탄 및 수소를 함유하는 가스를 반응시킨 후 이를 냉각 시킴으로써 그래핀을 합성하는 단계;
    합성된 상기 그래핀 아래의 금속 촉매 부분을 제거하는 단계; 및
    금속 촉매 부분을 제거함으로써 얻어진 그래핀 층을 상기 기판 상에 레이어링 하는 단계를 포함하는 나노와이어 구조체의 제조 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 (b)단계는,
    상기 기판 상에 금속 촉매 층을 형성하는 단계; 및
    상기 촉매 층을 메탄 및 수소를 함유하는 가스와 반응시킨 후 이를 냉각시킴으로써 그래핀 층을 형성하는 단계를 포함하는 나노와이어 구조체의 제조 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 (b)단계는,
    화학증기증착법(CVD)에 의해 그래핀을 합성하는 단계인 것을 특징으로 하는 나노와이어 구조체의 제조 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 (c)단계는,
    유기금속화학증착법(MOCVD)에 의해 나노와이어를 성장시키는 단계인 것을 특징으로 하는 나노와이어 구조체의 제조 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 나노와이어는 GaN 나노와이어인 것을 특징으로 하는 나노와이어 구조체의 제조 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 (c)단계는,
    (c1) 상기 그래핀 층 상에 제1형 GaN 나노와이어를 성장시키는 단계; 및
    (c2) 성장된 상기 제1형 GaN 나노와이어 상에 타입을 달리하는 제2형 GaN 나노와이어를 성장시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 나노와이어 구조체의 제조 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제1형 나노와이어는 n-타입 나노와이어이고,
    상기 제2형 나노와이어는 p-타입 나노와이어인 것을 특징으로 하는 나노와이어 구조체의 제조 방법.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 (c1)단계는,
    상기 그래핀 층이 형성된 상기 기판을 MOCVD 반응기 내부에 장입하는 단계;
    장입된 기판의 그래핀 층 상에 수소 가스의 공급과 함께 열처리를 수행하는 단계;
    제1 온도에서 갈륨의 전구체 가스 및 질소의 전구체 가스를 공급하면서 나노와이어를 성장시키는 단계; 및
    나노와이어가 성장하는 동안 n-타입 도핑물질을 공급함으로써 n-타입 나노와이어가 성장되도록 하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 나노와이어 구조체의 제조 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 갈륨의 전구체 가스는 트리메틸갈륨(TMG)이고,
    상기 질소의 전구체 가스는 암노니아인 것을 특징으로 하는 나노와이어 구조체의 제조 방법.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 n-타입 도핑물질은,
    SiH4 가스인 것을 특징으로 하는 나노와이어 구조체의 제조 방법.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 (c2)단계는,
    제2 온도에서 P-타입 도핑물질을 공급하여 p-타입 나노와이어를 상기 n-타입 나노와이어 상에 성장시키는 단계인 것을 특징으로 하는 나노와이어 구조체의 제조 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 p-타입 도핑물질은,
    Cp2Mg 인 것을 특징으로 하는 나노와이어 구조체의 제조 방법.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 제2 온도는 제1 온도보다 더 낮게 형성되는 것을 특징으로 하는 나노와이어 구조체의 제조 방법.
  15. 기판;
    상기 기판 상에 형성된 그래핀 층; 및
    상기 그래핀 층 상에서 성장된 나노와이어를 포함하는 나노와이어 구조체.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 나노와이어는,
    GaN 나노와이어인 것을 특징으로 하는 나노와이어 구조체.
  17. 제15항에 있어서,
    상기 나노와이어 층은,
    상기 그래핀 층 상에 형성된 제1형 나노와이어 층; 및
    상기 제1형 나노와이어 층 상에 형성된 제2형 나노와이어 층을 포함하는 것을 특징으로 하는 나노와이어 구조체.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 제1형 나노와이어 층은 n-타입 나노와이어 층이고,
    상기 제2형 나노와이어 층은 p-타입 나노와이어 층인 것을 특징으로 하는 나노와이어 구조체.
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