KR20150125418A - 유기 용매에 녹고 크기 조절이 가능한 그래핀 양자점의 대량 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 그래핀 양자점의 제조 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 그래핀 양자점의 제조 방법은 그래핀 양자점의 크기 조절이 용이하고, 보다 균일한 크기의 그래핀 양자점을 형성시킬 수 있으며, 형성된 그래핀 양자점이 유기 용매에 쉽게 녹을 수 있을 뿐 아니라, 응집이 최소화될 수 있어, 보다 향상된 수율로 양질의 그래핀 양자점을 대량으로 제조할 수 있다. 그에 따라, 상기 그래핀 양자점의 제조 방법은 유기발광소자, 태양전지, 광촉매 등과 같은 차세대 기술의 연구에 보다 유용하게 적용될 수 있다.

Description

유기 용매에 녹고 크기 조절이 가능한 그래핀 양자점의 대량 제조 방법 {LARGE-SCALE MANUFACTRUING METHOD OF GRAPHENE QUANTUM DOTS WITH ORGANIC SOLUBILITY AND SIZE TUNABILITY}
본 발명은 유기 용매에 녹고 균일한 크기를 갖는 그래핀 양자점을 대량으로 제조하고, 표면 안정제의 농도를 조절하여 그래핀 양자점의 크기를 조절하는 방법에 관한 것이다.
1993년 미국 MIT의 Bawendi 교수팀이 카드뮴(Cd) 기반의 반도체 나노 입자를 합성한 이래로 다양한 종류의 반도체 나노 입자의 특성과 그 응용에 대한 연구가 이루어져 왔다. 1996년 미국 UC Berkeley의 Alivisatos 교수팀이 반도체 나노 입자의 크기 조절을 통해 띠 간격(band gap)을 제어할 수 있다는 사실을 규명하였고, 이러한 특성을 갖는 입자를 특히 양자점(quantum dot)이라 명명하였다. 2005년 서로 다른 띠 간격을 갖는 두 종류의 양자점을 이용해 최초의 양자점 태양전지가 발표 되었으며, 이후 양자점은 순수한 양자점 태양전지 외에도 유기 태양전지, 염료감응형 태양전지 등 다양한 태양전지 분야에 응용되고 있다.
일반적으로 양자점은 우수한 광 특성, 전기적 특성 및 내구성을 보이지만, 유독하고 값비싼 중금속 원료와 고온의 합성 공정을 필요로 한다는 단점이 있다. 이에 양자점을 안전하고 값싼 물질로 합성하기 위한 연구가 진행되고 있으며, 최근에는 흑연을 다양한 방법으로 처리하여 탄소 양자점의 일종인 그래핀 구조의 양자점(graphene quantum dots, GQDs)을 합성하는 연구가 크게 주목받고 있다.
일반적으로 흑연 등의 탄소를 이용하는 그래핀 양자점의 합성 공정은 독성이 적고 비용이 저렴하다는 장점을 가지고 있다. 하지만, 그래핀 양자점은 유기 용매에 녹이기 어렵고, 원하는 크기로 균일하게 합성하는 과정이 까다로우며, 입자 사이의 뭉침 현상이 빈번해, 연구는 물론 상용화 연구에 활용하는데 어려움을 겪고 있다.
Gokus, T.; Nair, R. R.; Bonetti, A.; Bohmler, M.; Lombardo, A.; Novoselov, K. S.; Geim, A. K.; Ferrari, A. C.; Hartschuh, A. ACS Nano 2009, 3, 3963-3968. Shen, J. H.; Zhu, Y. H.; Yang, X. L.; Li, C. Z. Chem. Commun. 2012, 48, 3686-3699. Ponomarenko, L. A.; Schedin, F.; Katsnelson, M. I.; Yang, R.; Hill, E. W.; Novoselov, K. S.; Geim, A. K. Science 2008, 320, 356-358.
본 발명은 유기 용매에 쉽게 녹는 그래핀 양자점의 제조 방법을 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명은 그래핀 양자점의 응집이 최소화되어 높은 수율로 그래핀 양자점을 대량 제조할 수 있는 방법을 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명은 균일한 크기를 갖는 그래핀 양자점의 제조 방법을 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명은 높은 양자 수득률을 갖는 그래핀 양자점의 제조 방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명에 따르면,
탄소수 5 내지 25의 직쇄 또는 분지쇄를 갖는 알킬아민, 탄소수 5 내지 25의 직쇄 또는 분지쇄를 갖는 알킬카르복시산, 탄소수 5 내지 25의 직쇄 또는 분지쇄를 갖는 알코올, 및 탄소수 5 내지 25의 직쇄 또는 분지쇄를 갖는 알킬싸이올로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 표면 안정제와 용매를 포함하는 용액 하에서, 그래핀 산화물을 열 분해시켜 그래핀 양자점을 형성시키는 단계
를 포함하는 그래핀 양자점의 제조 방법이 제공된다.
여기서, 본 발명에 따르면, 상기 그래핀 양자점의 입경은 상기 표면 안정제의 농도에 따라 조절될 수 있다.
그리고, 본 발명에 따르면, 상기 표면 안정제는 상기 표면 안정제와 용매를 포함하는 용액에 대하여 0.1 내지 99 부피%의 농도로 포함될 수 있다.
그리고, 본 발명에 따르면, 상기 용매는 탄소수 1 내지 25의 탄화수소, 탄소수 1 내지 5의 알코올, 물, 및 아세톤을 포함하는 군에서 선택되는 1종 이상의 화합물일 수 있다.
그리고, 본 발명에 따르면, 상기 열 분해는 100 내지 300 ℃ 하에서 수행될 수 있다. 또한, 상기 열 분해는 30 분 내지 12 시간 동안 수행될 수 있다.
한편, 본 발명에 따르면, 상기 그래핀 양자점의 제조 방법에는, 상기 그래핀 양자점이 형성된 용액에 환원제를 첨가하고 가열하여 상기 그래핀 양자점에 존재하는 결함을 제거하는 단계가 더욱 포함될 수 있다.
본 발명을 통해 제공되는 그래핀 양자점의 제조 방법은, 보다 쉽고 단순한 공정을 통해 그래핀 양자점을 제조할 수 있다. 나아가, 상기 그래핀 양자점의 제조 방법은 그래핀 양자점의 크기 조절이 용이하고, 보다 균일한 크기의 그래핀 양자점을 형성시킬 수 있으며, 형성된 그래핀 양자점이 유기 용매에 쉽게 녹을 수 있을 뿐 아니라, 응집이 최소화될 수 있어, 보다 향상된 수율로 양질의 그래핀 양자점을 대량으로 제조할 수 있다. 그에 따라, 상기 그래핀 양자점의 제조 방법은 유기발광소자, 태양전지, 광촉매 등과 같은 차세대 기술의 연구에 보다 유용하게 적용될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 구현 예 따른 그래핀 양자점 제조용 반응 장치를 나타낸 간략도이다.
도 2는 흑연 덩어리로부터 그래핀 양자점을 얻어내는 과정을 대략적으로 나타낸 모식도이다.
도 3은 흑연 덩어리로부터 얻어진 그래핀 산화물이 표면 안정제의 농도에 따라 그래핀 양자점의 크기가 다르게 합성되는 것을 도시한 개략도이다.
도 4에서 (a), (b), (c), 및 (d)는 크기가 다른 네 종류의 그래핀 양자점에 대한 TEM 이미지이고; (e)와 (f)는 그래핀 양자점에 대한 고해상도의 TEM 이미지이다.
도 5는 크기가 다른 네 종류의 그래핀 양자점의 흡광 및 발광 스펙트럼을 나타낸 것이다.
도 6은 365 nm의 빛을 비추었을 때 양자점의 크기에 따라 발광되는 빛을 촬영한 사진이다.
이하, 본 발명의 구체적인 구현 예에 따른 그래핀 양자점의 제조 방법에 대하여 보다 상세히 설명하기로 한다.
그에 앞서, 본 명세서 전체에서 명시적인 언급이 없는 한, 전문 용어는 단지 임의의 실시 예를 언급하기 위한 것이며, 본 발명을 한정하는 것을 의도하지 않는다.
그리고, 여기서 사용되는 단수 형태들은, 문구들이 이와 명백히 반대의 의미를 나타내지 않는 한, 복수 형태들도 포함한다. 또한, 명세서에서 사용되는 '포함'의 의미는 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분을 구체화하며, 다른 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소, 성분 및/또는 군의 존재나 부가를 제외시키는 것은 아니다.
한편, 본 발명자들의 연구 결과에 따르면, 긴 탄소 사슬을 갖는 표면 안정제가 존재하는 용매 하에서 그래핀 산화물을 열 분해시키는 단순한 공정을 통해 안정적인 그래핀 양자점을 형성시킬 수 있음이 확인되었다. 특히, 본 발명자들의 연구 결과에 따르면, 상기 표면 안정제의 농도를 조절하는 쉬운 방법으로 그래핀 양자점의 입경을 조절할 수 있을 뿐 아니라, 그 크기도 균일하게 형성될 수 있다. 또한, 상기 표면 안정제에 의해 그래핀 양자점의 표면에 긴 사슬의 작용기가 도입됨에 따라 그래핀 양자점 간의 뭉침이 방지될 수 있어, 높은 생산 효율로 그래핀 양자점을 대량 생산할 수 있다. 나아가, 상기 방법에 의해 제조된 그래핀 양자점은 유기 용매에 쉽게 녹을 수 있고 입경의 조절이 용이하여, 유기발광소자, 태양전지, 광 촉매 등과 같은 차세대 기술의 연구는 물론 상용화 연구에 보다 유용하게 적용될 수 있다.
이러한, 본 발명의 일 구현 예에 따르면,
탄소수 5 내지 25의 직쇄 또는 분지쇄를 갖는 알킬아민, 탄소수 5 내지 25의 직쇄 또는 분지쇄를 갖는 알킬카르복시산, 탄소수 5 내지 25의 직쇄 또는 분지쇄를 갖는 알코올, 및 탄소수 5 내지 25의 직쇄 또는 분지쇄를 갖는 알킬싸이올로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 표면 안정제와 용매를 포함하는 용액 하에서, 그래핀 산화물을 열 분해시켜 그래핀 양자점을 형성시키는 단계
를 포함하는 그래핀 양자점의 제조 방법이 제공된다.
본 발명을 통해 제공되는 그래핀 양자점의 제조 방법은, 그래핀 산화물을 포함하는 액적을 표면 안정제에 의해 액상의 분산매에 분산시킨 상태에서 열을 가하여 상기 그래핀 산화물의 열 분해에 의해 그래핀 양자점을 형성시키는 방법이다. 이때, 상기 그래핀 산화물은 상기 액적에 분산되어 있거나 그 중 일부는 녹아 있을 수 있다.
일 구현 예에 따르면, 상기 그래핀 산화물로는 통상적인 것이 특별한 제한 없이 사용될 수 있다. 필요에 따라, 상기 그래핀 산화물은 흑연 덩어리를 가열 하에 강 산으로 처리하는 방법(tattering)을 통해 준비될 수 있다. 이때, 사용 가능한 강 산의 종류는 특별히 제한되지 않으며, 바람직하게는 질산, 황산, 인산, 또는 이들의 혼합물이 사용될 수 있다.
한편, 일 구현 예에 따르면, 상기 표면 안정제와 용매를 포함하는 용액은, 상기 표면 안정제와 용매를 포함하는 액상 조성물을 혼합하는 통상적인 방법으로 준비될 수 있다.
여기서, 상기 표면 안정제는 긴 탄소 사슬을 갖는 화합물로서, 이의 존재 하에 그래핀 산화물을 열 분해시킬 경우, 형성된 그래핀 양자점 간의 뭉침이 방지될 수 있다. 일 구현 예에 따르면, 이러한 표면 안정제는 탄소수 5 내지 25의 직쇄 또는 분지쇄를 갖는 알킬아민, 탄소수 5 내지 25의 직쇄 또는 분지쇄를 갖는 알킬카르복시산, 탄소수 5 내지 25의 직쇄 또는 분지쇄를 갖는 알코올, 및 탄소수 5 내지 25의 직쇄 또는 분지쇄를 갖는 알킬싸이올로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 화합물일 수 있다. 바람직하게는, 상기 표면 안정제는 올레일아민(oleylamine), 옥타데실아민(octadecylamine), 헥사데실아민(hexadecylamine), 도데실아민(dodecylamine), 옥틸아민(octylamine), 올레일산(oleylic acid), 및 헥사데칸싸이올(hexadecanethiol)로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 화합물일 수 있다.
특히, 일 구현 예에 따르면, 상기 그래핀 양자점의 입경은 상기 표면 안정제의 농도에 따라 조절될 수 있다. 즉, 상기 표면 안정제의 농도를 조절하는 쉬운 방법을 통해 다양한 크기의 그래핀 양자점을 얻을 수 있다. 예를 들어, 도 3에 나타낸 바와 같이, 상기 표면 안정제의 농도를 낮출 경우 상대적으로 큰 입경을 갖는 그래핀 양자점이 형성될 수 있으며, 반대로 상기 표면 안정제의 농도를 높일 경우 상대적으로 작은 입경을 갖는 그래핀 양자점이 형성될 수 있다.
이때, 상기 표면 안정제의 농도는 형성시키고자 하는 그래핀 양자점의 입경에 따라 다양한 범위에서 조절될 수 있으므로 특별히 제한되지 않는다. 일 구현 예에 따르면, 상기 표면 안정제는 상기 표면 안정제와 용매를 포함하는 용액에 대하여 0.1 내지 99 부피%, 또는 1 내지 90 부피%, 또는 1 내지 85 부피%의 농도로 포함될 수 있다.
여기서, 상기 용매로는 통상적인 극성 용매 또는 무극성 용매가 사용될 수 있으며, 바람직하게는 탄소수 1 내지 25의 탄화수소, 탄소수 1 내지 5의 알코올, 물, 및 아세톤을 포함하는 군에서 선택되는 1종 이상의 화합물일 수 있다.
한편, 일 구현 예에 따르면, 상기 그래핀 양자점의 형성 단계는 도 1과 같은 반응 장치를 이용하여 수행될 수 있다. 예를 들어, 상기 그래핀 양자점의 형성 단계는 상기 표면 안정제를 포함하는 용액과 준비된 그래핀 산화물을 플라스크에 첨가하고, 이를 가열하여 상기 그래핀 산화물을 열분해 시키는 방법으로 수행될 수 있다. 다만, 도 1에 나타낸 반응 장치는 연구 스케일의 장치에 대한 일 구현 예로서, 본 발명이 이러한 장치만을 사용하는 것으로 한정되는 것은 아니며, 상용화 공정에는 이와 동등한 반응을 수행할 수 있는 대형 장치가 이용될 수 있다.
여기서, 상기 표면 안정제를 포함하는 용액과 상기 그래핀 산화물의 혼합 비율은 특별히 한정되지 않으며, 상기 용액을 매체로 그래핀 산화물의 열 분해가 수행될 수 있을 정도면 충분하다.
그리고, 일 구현 예에 따르면, 상기 열 분해는 상기 그래핀 산화물이 포함된 용액을 상기 용액의 비점보다 높은 온도로 가열하는 조건 하에서 수행될 수 있다. 예를 들어, 상기 열 분해는 상기 용액에 포함되는 용매의 비점에 따라 가열 온도가 결정될 수 있다. 바람직하게는, 상기 열 분해는 100 내지 300 ℃, 또는 100 내지 250 ℃ 하에서 수행될 수 있다. 그리고, 상기 열 분해의 수행 시간은 상기 열 분해 온도 조건과 연계하여 결정될 수 있는데, 바람직하게는 30 분 내지 12 시간, 또는 30 분 내지 10 시간, 또는 1 시간 내지 6 시간일 수 있다.
이러한 일련의 공정을 통해 균일한 입경을 갖는 그래핀 양자점을 얻을 수 있다. 그런데, 상기 그래핀 양자점에는 상기 그래핀 산화물의 열 분해 과정에서 형성된 결함이 존재할 수 있다. 그래핀 양자점에 결함이 존재할 경우 양자 효율이 감소하는 문제점이 나타날 수 있으므로, 상기 결함은 제거되는 것이 바람직하다.
그에 따라, 본 발명에 따른 그래핀 양자점의 제조 방법에는, 상기 그래핀 양자점이 형성된 용액에 환원제를 첨가하고 가열하여 상기 그래핀 양자점에 존재하는 결함을 제거하는 단계가 더욱 포함될 수 있다.
상기 결함 제거 단계는 상기 열 분해 단계보다 온화한 조건 하에서 수행될 수 있는데, 예를 들어, 80 내지 150 ℃ 하에서 30 분 내지 24 시간 동안 수행될 수 있다. 그리고, 상기 환원제로는 하이드라진(hydrazine), 리튬알루미늄수소화물(LiAlH4), 포름산(formic acid), 백금(platinum), 아스코르빅산(ascorbic acid), 나트륨보로하이드라이드(NaBH4), 및 다이이소부틸알루미늄하이드라이드(diisobutylaluminium hydride)로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 화합물이 사용될 수 있다.
그리고, 본 발명에 따른 그래핀 양자점의 제조 방법에는, 상기 결함 제거 단계 이외에, 상기 그래핀 양자점이 형성된 용액에서 그래핀 양자점을 침전시키는 단계, 침전된 그래핀 양자점을 세척하는 단계 등 통상적인 후처리 단계가 더욱 포함될 수 있다.
한편, 도 2는 흑연 덩어리로부터 그래핀 양자점을 얻어내는 일련의 과정을 나타낸 모식도로서, 특히 표면 안정제로 알킬아민을 사용하는 일명 "아민화 절단법 (amidative cutting method)"에 관한 예이다. 비제한적인 예로, 도 2에 따르면, 흑연 덩어리를 진한 질산과 혼합하여 100 ℃ 하에서 6 시간 동안 교반하는 방법(tattering)으로 그래핀 산화물을 준비하고, 여기에 표면 안정제로 올레일아민(OAm) 용액을 첨가하여 200 ℃ 하에서 3 시간 동안 교반하는 방법(amidative cutting method)으로 그래핀 양자점이 얻어질 수 있다. 그리고, 상기 그래핀 양자점을 포함하는 용액에 하이드라진(N2H4)을 첨가하여 100 ℃ 하에서 1 시간 동안 교반하는 방법으로, 상기 그래핀 양자점에 존재하는 결함을 제거할 수 있다.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예들을 제시한다. 그러나 하기의 실시예들은 본 발명을 예시하기 위한 것일 뿐, 본 발명을 이들만으로 한정하는 것은 아니다.
실시예 1
100 ml 둥근 플라스크에 5 ml의 올레일아민과 5 ml의 옥타데켄을 넣고 5분 정도 교반하여 무색 투명한 올레일아민 용액 (올레일아민 50 부피% 용액)을 준비하였다.
이와 별도로, 비이커에 10 mg의 흑연 덩어리와 40 ml의 질산을 넣은 후, 100 ℃ 하에서 12 시간 동안 교반시켰다. 이것을 상온까지 식힌 후 물로 여러 번 헹궈 주었다. 그 후 60 ml 정도의 물을 넣어 옅은 노란색의 그래핀 산화물 용액을 준비하였다.
이어서, 도 1과 같은 반응 장치에 상기 그래핀 산화물 용액과 상기 올레일아민 용액에 첨가하고, 약 200 ℃에서 3 시간 동안 가열하여, 진한 갈색의 그래핀 양자점 함유 용액을 얻었다.
상기 그래핀 양자점 함유 용액의 온도를 100 ℃로 낮춘 다음, 여기에 약 2 ml의 하이드라진(hydrazine)을 넣고 3 시간 동안 교반하여, 그래핀 양자점의 결함을 제거하였다.
그리고, 결함이 제거된 그래핀 양자점 함유 용액에 극성 용매(메탄올) 수 방울을 첨가한 후 원심 분리하여, 용액 중의 그래핀 양자점을 침전시켰다.
침전된 그래핀 양자점을 무극성 용매(옥탄)에 녹인 후 원심 분리하여 침전시키는 과정을 3 회 반복하였고, 이를 통해 기타 반응물을 제거하여 평균 입경 약 2 nm의 그래핀 양자점을 얻었다.
실시예 2
상기 올레일아민 용액으로 3 ml의 올레일아민과 7 ml의 옥타데켄을 포함하는 용액 (올레일아민 20 부피% 용액)을 사용한 것을 제외하고, 실시예 1과 동일한 방법으로 평균 입경 약 4 nm의 그래핀 양자점을 얻었다.
실시예 3
상기 올레일아민 용액으로 2 ml의 올레일아민과 8 ml의 옥타데켄을 포함하는 용액 (올레일아민 30 부피% 용액)을 사용한 것을 제외하고, 실시예 1과 동일한 방법으로 평균 입경 약 7 nm의 그래핀 양자점을 얻었다.
실시예 4
상기 올레일아민 용액으로 1 ml의 올레일아민과 9 ml의 옥타데켄을 포함하는 용액 (올레일아민 50 부피% 용액)을 사용한 것을 제외하고, 실시예 1과 동일한 방법으로 평균 입경 약 10 nm의 그래핀 양자점을 얻었다.
시험예 1: Transmission Electron Microscopy ( TEM ) 분석
실시예 1 내지 4를 통해 얻은 각각의 그래핀 양자점을 톨루엔에 녹인 용액(5 mg/ml)을 TEM 그리드에 소량 코팅하여 TEM 분석하였고, 그 결과를 도 4에 나타내었다.
도 4는 (a) 실시예 1, (b) 실시예 2, (c) 실시예 3, 및 (d) 실시예 4에 따른 그래핀 양자점을 나타낸 것으로서, 표면 안정제인 올레일아민의 농도에 따라 그래핀 양자점의 입경이 조절되는 것으로 확인되었다.
그리고, 도 4의 (e)와 (f)는 실시예 1의 그래핀 양자점에 대한 고해상도 TEM 이미지로서, (e) lattice spacing 과 (f) edge structure (blue-line, zigzag; red-line, armchair)를 각각 확인할 수 있다.
시험예 2: UV - Vis 흡광도 및 발광도 분석
실시예 1 내지 4를 통해 얻은 각각의 그래핀 양자점을 톨루엔에 녹인 용액(5 mg/ml)을 4면이 투명한 큐벳(cuvette)에 채워 UV-Vis 흡광도와 발광도를 분석하였고, 그 결과를 도 5에 나타내었다.
도 5에서 (a,e)는 실시예 1을 통해 얻은 그래핀 양자점(평균 입경 약 2nm), (b,f)는 실시예 2를 통해 얻은 그래핀 양자점(평균 입경 약 4 nm), (c,g)는 실시예 3을 통해 얻은 그래핀 양자점(평균 입경 약 7 nm), (d, h)는 실시예 4를 통해 얻은 그래핀 양자점(평균 입경 약 10 nm)에 대한 분석 결과이다.
도 5에 나타낸 바와 같이, 300 nm 부근의 흡광도 피크와 들뜸 파장(excitation wavelength)에 따른 발광도 피크의 변화가 확인되었고, 그래핀 양자점의 입경에 따른 흡광도와 발광도의 변화가 확인되었다.
시험예 3: 발광 색상 확인
실시예 1의 방법을 참고로, 표면 안정제의 농도를 조절하여 입경 약 2 내지 10 nm의 그래핀 양자점을 얻은 후, 이를 포함하는 각각의 용액에 365 nm의 빛을 비추어 발광되는 빛을 촬영하였고, 그 결과를 도 6에 나타내었다.
도 6에 나타낸 바와 같이, 그래핀 양자점의 입경에 따라 다양한 색상의 발광이 가능한 것으로 확인되었다.

Claims (10)

  1. 탄소수 5 내지 25의 직쇄 또는 분지쇄를 갖는 알킬아민, 탄소수 5 내지 25의 직쇄 또는 분지쇄를 갖는 알킬카르복시산, 탄소수 5 내지 25의 직쇄 또는 분지쇄를 갖는 알코올, 및 탄소수 5 내지 25의 직쇄 또는 분지쇄를 갖는 알킬싸이올로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 표면 안정제와 용매를 포함하는 용액 하에서, 그래핀 산화물을 열 분해시켜 그래핀 양자점을 형성시키는 단계
    를 포함하는 그래핀 양자점의 제조 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 그래핀 양자점의 입경은 상기 표면 안정제의 농도에 따라 조절되는, 그래핀 양자점의 제조 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 표면 안정제는 상기 표면 안정제와 용매를 포함하는 용액에 대하여 0.1 내지 99 부피%의 농도로 포함되는, 그래핀 양자점의 제조 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 표면 안정제는 올레일아민(oleylamine), 옥타데실아민(octadecylamine), 헥사데실아민(hexadecylamine), 도데실아민(dodecylamine), 옥틸아민(octylamine), 올레일산(oleylic acid), 및 헥사데칸싸이올(hexadecanethiol)로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 화합물인, 그래핀 양자점의 제조 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 용매는 탄소수 1 내지 25의 탄화수소, 탄소수 1 내지 5의 알코올, 물, 및 아세톤을 포함하는 군에서 선택되는 1종 이상의 화합물인, 그래핀 양자점의 제조 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 열 분해는 100 내지 300 ℃ 하에서 수행되는, 그래핀 양자점의 제조 방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 열 분해는 30 분 내지 12 시간 동안 수행되는, 그래핀 양자점의 제조 방법.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 그래핀 양자점이 형성된 용액에 환원제를 첨가하고 가열하여 상기 그래핀 양자점에 존재하는 결함을 제거하는 단계
    를 더욱 포함하는, 그래핀 양자점의 제조 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 결함 제거 단계는 80 내지 150 ℃ 하에서 30 분 내지 24 시간 동안 수행되는, 그래핀 양자점의 제조 방법.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 환원제는 하이드라진(hydrazine), 리튬알루미늄수소화물(LiAlH4), 포름산(formic acid), 백금(platinum), 아스코르빅산(ascorbic acid), 나트륨보로하이드라이드(NaBH4), 및 다이이소부틸알루미늄하이드라이드(diisobutylaluminium hydride)로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 화합물인, 그래핀 양자점의 제조 방법.
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