KR20210004025A - Apparatus for Surface Deposition of Graphene Oxide and Method for Surface Deposition using of it - Google Patents

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KR20210004025A
KR20210004025A KR1020190079767A KR20190079767A KR20210004025A KR 20210004025 A KR20210004025 A KR 20210004025A KR 1020190079767 A KR1020190079767 A KR 1020190079767A KR 20190079767 A KR20190079767 A KR 20190079767A KR 20210004025 A KR20210004025 A KR 20210004025A
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조훈성
이광민
임현필
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전남대학교산학협력단
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Abstract

An embodiment of the present invention provides a graphene oxide lamination apparatus including a substrate portion, a nozzle portion, a gas supply portion, a gas pipe, and a resonator, and a lamination method using the same. According to an embodiment of the present invention, graphene oxide may be laminated on the surface of various materials using atmospheric-pressure plasma to impart excellent physicochemical properties such as high strength, electrical and thermal conductivity, and the like.

Description

산화그래핀 적층장치 및 이를 이용한 적층방법{Apparatus for Surface Deposition of Graphene Oxide and Method for Surface Deposition using of it} Graphene oxide lamination apparatus and lamination method using the same {Apparatus for Surface Deposition of Graphene Oxide and Method for Surface Deposition using of it}

본 발명은 산화그래핀 적층장치 및 이를 이용한 적층방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 촉매가 필요 없으며 다양한 재료의 표면에 산화그래핀을 적층할 수 있는, 대기압 플라즈마를 이용한 산화그래핀의 적층장치 및 이를 이용한 적층방법에 관한 것이다.The present invention relates to a graphene oxide lamination apparatus and a lamination method using the same, and in more detail, a catalyst is not required and a graphene oxide lamination apparatus using atmospheric pressure plasma capable of laminating graphene oxide on the surface of various materials, and It relates to a lamination method using this.

산화그래핀(Graphene Oxide)은 높은 전기 및 열전도도와 우수한 기계적 성질을 갖고 있어 다양한 분야에서 그 가능성을 인정받으며 각광받고 있다.Graphene oxide (Graphene Oxide) has high electrical and thermal conductivity and excellent mechanical properties, so its potential is recognized in various fields and is in the spotlight.

그에 따라, 다양한 재료 표면에 산화그래핀을 코팅 함으로써 재료의 표면 특성을 향상시키려는 노력이 시도되고 있다. Accordingly, efforts have been made to improve the surface properties of materials by coating graphene oxide on the surfaces of various materials.

특히, 바이오 분야의 경우 탄소의 높은 혈액적합성(Blood compatibility) 및 산화그래핀의 반응성을 이용할 경우 생체재료 표면에 다양한 특성을 부여할 수 있어 산화그래핀을 이용한 표면 코팅에 대한 관심이 더욱 크다. In particular, in the bio field, when the high blood compatibility of carbon and the reactivity of graphene oxide are used, various properties can be imparted to the surface of a biomaterial, so that there is a greater interest in surface coating using graphene oxide.

산화그래핀을 직접적으로 적층하는 방법으로는 화학증착법(Chemical Vapor Deposition)이 가장 널리 알려진 방법으로, 이를 진행 할 때에는 표면에 촉매처리 및 고온 열처리가 수반 되어야 한다. As a method of directly laminating graphene oxide, chemical vapor deposition is the most widely known method, and catalytic treatment and high-temperature heat treatment must be accompanied on the surface when performing this.

이러한 공정상의 번거로움을 줄이기 위해 고 에너지를 이용하여 카본을 활성화 시킨 후 직접 표면에 산화그래핀을 적층시키는 단순 공정 기술이 있다. There is a simple process technology in which graphene oxide is directly deposited on the surface after activating carbon using high energy to reduce the hassle of such a process.

표면에 직접 산화그래핀을 적층시키는 기존 방법의 경우 특정 가스 분위기하에서 또는 진공상태의 챔버 내에서 수행 되었다. 또한, 촉매금속의 코팅 및 제거의 공정이 반드시 필요해 공정 작업이 간단하지 않은 단점이 있었다. 또한, 열처리 과정이 수반되어야 하는 등의 공정상 변수 및 제약이 따르는 문제점을 갖고 있었다.In the case of the conventional method of directly laminating graphene oxide on the surface, it was carried out under a specific gas atmosphere or in a vacuum chamber. In addition, there is a disadvantage that the process operation is not simple because the process of coating and removing the catalyst metal is absolutely necessary. In addition, there was a problem with variables and limitations in the process, such as a heat treatment process must be accompanied.

따라서, 본 발명에서는 이러한 단점을 극복하는 고밀도 대기압 플라즈마를 이용하여 촉매를 필요로 하지 않는, 산화그래핀의 적층방법 및 이를 위한 장치를 고안하였다.Therefore, in the present invention, a method for laminating graphene oxide and an apparatus therefor was devised, which does not require a catalyst using a high-density atmospheric pressure plasma that overcomes this disadvantage.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 촉매금속을 사용하지 않아 공정상의 복잡한 절차를 줄인, 대기압 플라즈마를 이용한 산화그래핀의 적층방법 및 이를 위한 적층장치를 제공하는 것이다. The technical problem to be achieved by the present invention is to provide a method for laminating graphene oxide using atmospheric pressure plasma and a laminating apparatus for the same, in which a catalytic metal is not used and thus a complicated process in the process is reduced.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The technical problem to be achieved by the present invention is not limited to the technical problems mentioned above, and other technical problems that are not mentioned can be clearly understood by those of ordinary skill in the technical field to which the present invention belongs from the following description. There will be.

상기의 과제를 해결하기 위해서 본 발명의 일 양태는 회전구동이 가능한 기판부; 상기 기판부와 이격 배치되며 전후, 좌우 및 상하 왕복이동이 가능한 노즐부; 상기 노즐부로 산화그래핀 적층용 플라즈마를 방출할 수 있도록 불활성가스 및 카본소스가스를 공급하는 가스공급부; 상기 가스공급부에서 상기 노즐부로 상기 불활성가스 및 상기 카본소스가스를 유입 및 통과 시켜주는 단일 또는 복수개의 가스관; 및 상기 노즐부의 외부에서 상기 노즐부와 전기적으로 연결되며 고유 공진 주파수에서 대기압 플라즈마를 형성 및 활성화시키는 공진기; 를 포함하는 산화그래핀 적층장치를 제공한다.In order to solve the above problems, one aspect of the present invention is a substrate portion capable of rotational drive; A nozzle unit spaced apart from the substrate unit and capable of reciprocating front and rear, left and right, and up and down; A gas supply unit for supplying an inert gas and a carbon source gas to the nozzle unit to discharge a plasma for laminating graphene oxide; A single or a plurality of gas pipes through which the inert gas and the carbon source gas are introduced and passed from the gas supply unit to the nozzle unit; And a resonator electrically connected to the nozzle part outside the nozzle part and forming and activating atmospheric pressure plasma at a natural resonance frequency. It provides a graphene oxide lamination apparatus comprising a.

본 발명의 일 실시예에서, 상기 노즐부에서 배출되는 플라즈마의 강도에 따라 상기 기판부의 회전구동 및 상기 노즐부의 이동방향을 전환시키는 유효 이동거리 측정부 및 제어부를 더 포함할 수 있다. In an embodiment of the present invention, an effective movement distance measuring unit and a control unit may further include a rotation drive of the substrate unit and a moving direction of the nozzle unit according to the intensity of plasma discharged from the nozzle unit.

본 발명의 일 실시예에서, 상기 공진기의 주파수를500 MHz 내지 1000 MHz로 인가시킬 수 있다. In an embodiment of the present invention, the frequency of the resonator may be applied to 500 MHz to 1000 MHz.

본 발명의 일 양태는 기판부 상에 기판을 준비하는 단계; 가스공급부에서 가스관을 통해 공진기로 불활성가스를 공급시켜 상기 공진기에서 상기 불활성가스를 이용해 대기압 플라즈마를 형성 및 활성화시키는 단계; 및 상기 플라즈마가 안정화되면 상기 가스공급부에서 가스관을 통해 카본소스가스를 공급 및 상기 노즐부에서 상기 플라즈마와 상기 카본소스가스를 외부로 방출시킴으로써 상기 기판 상에 상기 산화그래핀을 적층시키는 단계; 를 포함하는 산화그래핀 적층방법을 제공한다. An aspect of the present invention includes preparing a substrate on the substrate portion; Forming and activating atmospheric pressure plasma by using the inert gas from the resonator by supplying an inert gas from a gas supply unit to a resonator through a gas pipe; And depositing the graphene oxide on the substrate by supplying a carbon source gas through a gas pipe from the gas supply unit and releasing the plasma and the carbon source gas from the nozzle unit when the plasma is stabilized. It provides a graphene oxide lamination method comprising a.

본 발명의 일 실시예에서, 상기 불활성 가스는 헬륨(He), 질소(N) 또는 아르곤(Ar) 중 어느 하나일 수 있다. In an embodiment of the present invention, the inert gas may be any one of helium (He), nitrogen (N), or argon (Ar).

본 발명의 일 실시예에서, 상기 카본소스 가스의 양은 10 sccm 내지 50 sccm의 속도로 제공될 수 있다. In an embodiment of the present invention, the amount of the carbon source gas may be provided at a rate of 10 sccm to 50 sccm.

본 발명의 일 실시예에서, 상기 산화그래핀을 적층시키는 단계에서, 상기 기판부와 상기 노즐부의 이격거리는 5 mm 내지 10 mm로 설정될 수 있다. In an embodiment of the present invention, in the step of laminating the graphene oxide, a separation distance between the substrate portion and the nozzle portion may be set to 5 mm to 10 mm.

본 발명의 일 실시예에서, 상기 산화그래핀을 적층시키는 단계는, 상기 노즐부에서 배출되는 상기 플라즈마의 강도를 제어하여 상기 기판부의 회전구동 및 상기 노즐부의 이동방향을 제어할 수 있다. In an embodiment of the present invention, in the stacking of the graphene oxide, the intensity of the plasma discharged from the nozzle may be controlled to control the rotational drive of the substrate and the moving direction of the nozzle.

본 발명의 실시예에 따르면, 다양한 재료의 표면에 산화그래핀을 적층하여 높은 강도, 전기 및 열전도도 등과 같이 물리화학적으로 우수한 특성을 부여할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, graphene oxide may be laminated on the surface of various materials to provide excellent physicochemical properties such as high strength, electrical and thermal conductivity.

또한, 불활성가스 분위기하에서 진공챔버 내에서 수행할 필요가 없어 장치 및 공정방법이 간단하여 시간 및 비용절감이 가능하다. In addition, since there is no need to perform it in a vacuum chamber under an inert gas atmosphere, the device and process method are simple, and time and cost can be saved.

또한, 촉매금속층을 형성할 필요가 없어, 촉매금속층 형성 및 제거 공정을 수반할 필요가 없으며, 다양한 탄소 부산물 생성을 억제하고 결함이 적은 산화그래핀을 적층할 수 있어 공정상 변수 및 제약이 적다. In addition, since there is no need to form a catalytic metal layer, there is no need to involve the process of forming and removing a catalytic metal layer, and since graphene oxide with fewer defects and suppresses the generation of various carbon by-products can be stacked, there are few variables and restrictions in the process.

본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.The effects of the present invention are not limited to the above effects, and should be understood to include all effects that can be inferred from the configuration of the invention described in the detailed description or claims of the present invention.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 산화그래핀 적층장치의 구상도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 산화그래핀 적층방법의 공정순서도이다.
도 3는 본 발명의 일 실시예에 따라 적층된 산화그래핀층을 라만분광법으로 측정한 그래프이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 적층된 환원된 산화그래핀층을 라만분광법으로 측정한 그래프이다.
1 is a schematic diagram of a graphene oxide lamination apparatus according to an embodiment of the present invention.
2 is a flowchart illustrating a method of laminating graphene oxide according to an embodiment of the present invention.
3 is a graph measured by a Raman spectroscopy method of a graphene oxide layer stacked according to an embodiment of the present invention.
4 is a graph measured by Raman spectroscopy of the reduced graphene oxide layer stacked according to an embodiment of the present invention.

이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 따라서 여기에서 설명하는 실시예로 한정되는 것은 아니다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.Hereinafter, the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. However, the present invention may be implemented in various different forms, and therefore is not limited to the embodiments described herein. In the drawings, parts irrelevant to the description are omitted in order to clearly describe the present invention, and similar reference numerals are assigned to similar parts throughout the specification.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결(접속, 접촉, 결합)"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다.Throughout the specification, when a part is said to be "connected (connected, contacted, bonded)" with another part, it is not only "directly connected", but also "indirectly connected" with another member in the middle. "Including the case. In addition, when a part "includes" a certain component, it means that other components may be further provided, rather than excluding other components unless specifically stated to the contrary.

본 명세서에서 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 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terms used in the present specification are only used to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. In this specification, terms such as "comprise" or "have" are intended to designate the presence of features, numbers, steps, actions, components, parts, or a combination thereof described in the specification, but one or more other features. It is to be understood that the presence or addition of elements or numbers, steps, actions, components, parts, or combinations thereof, does not preclude in advance.

본 명세서에서 "그래핀(graphene)"은 복수개의 탄소원자들이 서로 공유결합(sp2 결합)으로 연결되어 일 평면상으로 배열되어 있는 폴리사이클릭 방향족 탄소 화합물이 하나 또는 복수개 적층된 것으로서, 상기 공유결합으로 연결된 탄소원자들은 기본 반복단위로서 6원환을 형성하나, 3원환, 4원환, 5원환 및/또는 6원환 이상을 더 포함하는 것도 가능하다. 또한, 상기 그래핀은 단결정, 다결정 또는 무결정 그래핀을 모두 포함하며, 표면에 관능기가 부착되지 않은 "순수 그래핀(pristine graphene)"을 의미한다.In the present specification, "graphene" is a stack of one or more polycyclic aromatic carbon compounds arranged in one plane by connecting a plurality of carbon atoms by covalent bonds (sp 2 bonds), and the covalent bond Carbon atoms connected by a bond form a 6-membered ring as a basic repeating unit, but it is also possible to further include a 3-membered ring, a 4-membered ring, a 5-membered ring, and/or a 6-membered ring or more. In addition, the graphene includes all of single crystal, polycrystalline or amorphous graphene, and refers to "pristine graphene" in which a functional group is not attached to the surface.

본 명세서에서 “산화그래핀(graphene oxide)”란 상기 그래핀의 탄소 입자가 산에 의하여 산화된 상태를 의미하며, 상기 그래핀의 표면에 산소관능기가 부착된 것을 의미한다. In the present specification, "graphene oxide" refers to a state in which carbon particles of graphene are oxidized by an acid, and an oxygen functional group is attached to the surface of the graphene.

본 발명에 따른 대기압 플라즈마는 대기압 화학기상증착법(APCVD: Atmosphere Pressure Chemical Vapor Deposition)에 의한 것으로, 상기 대기압 화학기상증착법은 화학기상증착법(Chemical Vapor Deposition)의 한 종류이다.Atmospheric pressure plasma according to the present invention is by atmospheric pressure chemical vapor deposition (APCVD), and the atmospheric pressure chemical vapor deposition is a type of chemical vapor deposition.

플라즈마(Plasma)는 고체, 액체, 기체에 이은 물질의 4번째 상태로서, 기체가 에너지를 받아 약하게 이온화되어 있는 상태이며, 기체 상태와는 전혀 다른 물성을 나타낸다.Plasma is the fourth state of a substance following solid, liquid, and gas. It is a state in which gas is weakly ionized by receiving energy, and exhibits completely different properties from the gas state.

이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명의 일실시예에 따른 산화그래핀 적층장치를 설명하고자 한다.A graphene oxide lamination apparatus according to an embodiment of the present invention will be described.

도 1은 본 발명에 따른 산화그래핀 적층장치의 구상도이다. 1 is a schematic diagram of a graphene oxide lamination apparatus according to the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 적층장치는 기판부(10), 노즐부(20), 가스공급부(30), 가스관(33) 및 공진기(40)를 포함한다. Referring to FIG. 1, the stacking apparatus according to the present invention includes a substrate portion 10, a nozzle portion 20, a gas supply portion 30, a gas pipe 33, and a resonator 40.

더욱 상세하게는, 산화그래핀 적층장치는 회전구동이 가능한 기판부(10), 상기 기판부(10)와 이격 배치되며 전후, 좌우 및 상하 왕복이동이 가능한 노즐부(20), 상기 노즐부(20)로 산화그래핀 적층용 플라즈마(21)를 방출할 수 있도록 불활성가스 및 카본소스가스를 공급하는 가스공급부(30), 상기 가스공급부(30)에서 상기 노즐부(20)로 상기 불활성가스 및 상기 카본소스가스를 유입 및 통과 시켜주는 단일 또는 복수개의 가스관(33) 및 상기 노즐부(20)의 외부에서 상기 노즐부(20)와 전기적으로 연결되며 고유 공진 주파수에서 대기압 플라즈마(21)를 형성 및 활성화시키는 공진기(40)를 포함한다. More specifically, the graphene oxide lamination apparatus includes a substrate unit 10 capable of rotational drive, a nozzle unit 20 disposed spaced apart from the substrate unit 10 and capable of reciprocating front and rear, left and right, and up and down, and the nozzle unit ( 20) a gas supply unit 30 supplying an inert gas and a carbon source gas so that the plasma 21 for stacking graphene oxide can be discharged, and the inert gas and the inert gas from the gas supply unit 30 to the nozzle unit 20 A single or a plurality of gas pipes 33 through which the carbon source gas is introduced and passed, and the nozzle part 20 are electrically connected to the nozzle part 20 outside the nozzle part 20, and the atmospheric pressure plasma 21 is formed at a natural resonance frequency. And a resonator 40 to activate.

이때, 기판부(10)는 기판(11)이 안착 되는 부분으로, 기판부(10)에 고정된 기판(11)이 회전되도록 상기 기판부(10)는 회전구동부(미도시)를 포함할 수 있다.In this case, the substrate portion 10 is a portion on which the substrate 11 is mounted, and the substrate portion 10 may include a rotation driving portion (not shown) so that the substrate 11 fixed to the substrate portion 10 is rotated. have.

따라서, 본 발명에 따른 산화그래핀 적층장치는 재료 표면의 전면 또는 원하는 일부분에 산화그래핀을 증착하는 것이 가능하다.Accordingly, the graphene oxide laminating apparatus according to the present invention can deposit graphene oxide on the entire surface of the material or on a desired portion.

여기서, 기판부(10)와 이격되어 배치되는 노즐부(20)의 경우 전후, 좌우 및 상하 왕복이동이 가능하다. Here, in the case of the nozzle unit 20 disposed to be spaced apart from the substrate unit 10, it is possible to reciprocate back and forth, left and right, and up and down.

상기 플라즈마(21)의 강도에 따라 증착되는 부분의 균일함과 두께가 달라질 수 있어 상기 플라즈마(21)의 강도를 제어하여 기판부(10)의 회전구동 및 노즐부(20)의 왕복이동 운동을 제어할 수 있다.The uniformity and thickness of the deposited portion may vary depending on the intensity of the plasma 21, so that the intensity of the plasma 21 is controlled to control the rotational drive of the substrate 10 and the reciprocating movement of the nozzle 20. Can be controlled.

이때, 상기 노즐부(20)에서 배출되는 플라즈마(21)의 강도에 따라 상기 기판부(10) 및 상기 노즐부(20)의 운동방향을 전환시키는 유효 이동거리 측정부(미도시) 및 제어부(미도시)를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다. At this time, an effective movement distance measuring unit (not shown) and a control unit (not shown) for switching the movement directions of the substrate unit 10 and the nozzle unit 20 according to the intensity of the plasma 21 discharged from the nozzle unit 20 (Not shown) may be further included.

이러한 구성을 통해 본 발명에 따른 장치의 사용자는 기판부(10) 및 노즐부(20)의 구동을 조절 및 제어할 수 있다. 따라서, 다양한 재료의 표면에 산화그래핀을 골고루 증착할 수 있으며, 증착 두께 및 방향을 임의적으로 설정할 수 있는 특징이 있다. Through this configuration, the user of the apparatus according to the present invention can control and control the driving of the substrate unit 10 and the nozzle unit 20. Therefore, graphene oxide can be evenly deposited on the surface of various materials, and the deposition thickness and direction can be arbitrarily set.

가스공급부(30)는 불활성가스를 저장 및 필요 시 방출할 수 있도록 해주는 불활성가스공급부(31) 및 카본소스가스 저장 및 필요 시 방출할 수 있도록 해주는 카본소스가스공급부(32)로 나뉘며 상기 가스공급부(30)로부터 배출되는 불활성가스 및 카본소스가스는 각각 또는 동시에 공급될 수 있다.The gas supply unit 30 is divided into an inert gas supply unit 31 that allows the inert gas to be stored and discharged when necessary, and a carbon source gas supply unit 32 that allows the carbon source gas to be stored and released when necessary, and the gas supply unit ( The inert gas and carbon source gas discharged from 30) may be supplied individually or simultaneously.

상기 가스공급부(30)로부터 배출된 불활성가스 또는 카본소스가스는 단일 또는 복수개의 가스관(33)을 통해 노즐부(20)로 유입 및 이동이 가능하며, 가스관(33)을 통해 유입된 불활성가스는 공진기(40)를 거쳐 플라즈마(21)를 형성 및 활성화 되어 노즐부(20)로 배출된다. The inert gas or carbon source gas discharged from the gas supply unit 30 can be introduced and moved to the nozzle unit 20 through a single or a plurality of gas pipes 33, and the inert gas introduced through the gas pipe 33 is The plasma 21 is formed and activated through the resonator 40 and is discharged to the nozzle unit 20.

본 발명에 따른 산화그래핀 적층장치는 공진기(40)를 설계하여 대기압에서 플라즈마(21)를 발생시킬 수 있다. DC 또는 AC 전력보다 주파수가 높은 마이크로파, 예를 들어, 500 MHz 내지 1000 MHz, 예를 들어, 900 MHz마이크로파를 이용하면 낮은 전압에서 플라즈마(21)를 발생시킬 수 있다는 점을 이용하여 수십 W 내지 수백 W의 낮은 전력으로 대기압에서 플라즈마(21)를 발생 및 유지시킬 수 있다.The graphene oxide lamination apparatus according to the present invention can generate the plasma 21 at atmospheric pressure by designing the resonator 40. Using a microwave having a frequency higher than DC or AC power, for example, 500 MHz to 1000 MHz, for example, 900 MHz microwave, it is possible to generate the plasma 21 at a low voltage. The plasma 21 can be generated and maintained at atmospheric pressure with a low power of W.

불활성가스를 이용해 플라즈마(21)를 띄운 뒤 산화그래핀 생성에 필요한 카본소스가스를 정밀하게 미량 흘려주면 플라즈마(21) 상태에서 불필요한 수소 이온이 제거되고 그래핀 생성에 필요한 탄소 sp2결합을 촉진될 수 있다. 이후 플라즈마(21)를 기판(11)의 표면에 직접적으로 가하여 산화그래핀을 증착시킬 수 있다. 본 발명에서는 기판(11)의 표면에 직접적으로 산화그래핀을 증착한다고 하였으나, 상기 기판(11)의 종류를 한정하지 않으며, 기판(11)이 아닌 다양한 종류 및 다양한 형태를 갖는 재료의 표면 상에 산화그래핀을 증착시킬 수 있는 특징을 갖는다.If the plasma 21 is floated using an inert gas and a small amount of carbon source gas required for generating graphene oxide is precisely flowed, unnecessary hydrogen ions are removed from the plasma 21 and the carbon sp 2 bonding required for graphene generation will be promoted. I can. Then, the plasma 21 may be directly applied to the surface of the substrate 11 to deposit graphene oxide. In the present invention, it is said that graphene oxide is deposited directly on the surface of the substrate 11, but the type of the substrate 11 is not limited, and it is not on the surface of materials having various types and various shapes other than the substrate 11 It has a characteristic capable of depositing graphene oxide.

여기서, 불활성가스는 헬륨(He), 질소(N) 또는 아르곤(Ar) 중 어느 하나인 것을 특징으로 할 수 있다.Here, the inert gas may be characterized in that any one of helium (He), nitrogen (N) or argon (Ar).

또한, 상기 카본소스가스는 탄소 공급원으로 그래핀의 생성을 촉진 시킬 수 있다. 이는 300℃ 이상 온도에서 기상으로 존재할 수 있는 물질이라면 특별한 제한 없이 사용할 수 있다. 이와 같은 기상의 카본소스가스로는 카본을 함유하는 화합물이면 제한되지 않으며, 예를 들어 탄소수 6개 이하의 화합물, 탄소수 4개 이하의 화합물, 또는 탄소수 2개 이하의 화합물을 사용할 수 있다. In addition, the carbon source gas may promote the generation of graphene as a carbon source. This can be used without particular limitation as long as it can exist in a gas phase at a temperature of 300°C or higher. The gaseous carbon source gas is not limited as long as it is a compound containing carbon, and for example, a compound having 6 or less carbon atoms, a compound having 4 or less carbon atoms, or a compound having 2 or less carbon atoms may be used.

카본소스가스는 예를 들어, 일산화탄소, 메탄, 에탄, 에틸렌, 메탄올, 에탄올, 아세틸렌, 프로판, 프로필렌, 부탄, 부타디엔, 펜탄, 펜텐, 사이클로펜타디엔, 헥산, 사이클로헥산, 벤젠 및 톨루엔으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상을 사용할 수 있다. 또한, 폴리메틸메타크릴레이트와 같은 고체 탄소 소스도 제한 없이 사용할 수 있다.The carbon source gas is, for example, from the group consisting of carbon monoxide, methane, ethane, ethylene, methanol, ethanol, acetylene, propane, propylene, butane, butadiene, pentane, pentene, cyclopentadiene, hexane, cyclohexane, benzene and toluene. You can use one or more of your choices. In addition, a solid carbon source such as polymethyl methacrylate may be used without limitation.

한편, 가스공급부(30)로부터 배출된 불활성가스가 가스관(33)으로 유입 및 이동되어 공진기(40)를 거쳐 플라즈마(21)가 형성 및 활성화 되는 것을 특징으로 하며, 상기 가스관(33)을 통해 공진기(40)로 이동된 불활성가스는 매우 빠른 유동속도를 가진다. 상기 불활성가스의 빠른 유동속도를 유지하기 위해 공진기(40)의 주파수를 인가시키며, 이때 주파수는 500 MHz 내지 1000MHz, 예를 들어, 900MHz로 인가시키는 것을 특징으로 한다. Meanwhile, the inert gas discharged from the gas supply unit 30 is introduced and moved into the gas pipe 33 to form and activate the plasma 21 through the resonator 40, and the resonator through the gas pipe 33 The inert gas moved to (40) has a very fast flow rate. The frequency of the resonator 40 is applied to maintain the fast flow rate of the inert gas, and at this time, the frequency is 500 MHz to 1000 MHz, for example, 900 MHz.

이렇게 형성된 플라즈마(21)는 노즐부(20)를 통해 외부로 배출되며, 이와 함께 카본소스가스를 정밀하게 흘려주면 결함이 적은 산화그래핀을 다양한 재료의 표면에 생성 및 적층할 수 있게 된다.The plasma 21 formed in this way is discharged to the outside through the nozzle unit 20, and if the carbon source gas is precisely flowed with it, graphene oxide with less defects can be generated and laminated on the surfaces of various materials.

본 발명에 따른 산화그래핀 적층장치는 진공상태의 챔버를 필요로 하지 않는다. 또한, 구조가 단순한 장비로 제작이 용이하며, 대기압 플라즈마(21) 이용하여 산화그래핀을 다양한 재료에 적층시킬 수 있다.The graphene oxide lamination apparatus according to the present invention does not require a vacuum chamber. In addition, it is easy to manufacture with an equipment having a simple structure, and graphene oxide can be laminated on various materials using the atmospheric pressure plasma 21.

본 발명의 일실시예에 따른 산화그래핀 적층방법을 설명하고자 한다.A method of laminating graphene oxide according to an embodiment of the present invention will be described.

도 2는 본 발명에 따른 산화그래핀 적층방법의 공정 순서도이다.2 is a flowchart illustrating a method of laminating graphene oxide according to the present invention.

도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 산화그래핀 적층방법은 기판(11)준비단계(S1), 대기압 플라즈마(21)형성단계(S2), 카본소스공급 및 산화그래핀 적층단계(S3)를 포함 할 수 있다. Referring to FIG. 2, the graphene oxide lamination method according to the present invention includes a substrate 11 preparation step (S1), an atmospheric pressure plasma 21 formation step (S2), a carbon source supply and a graphene oxide lamination step (S3). Can contain

더욱 상세한 본 발명에 따른 산화그래핀 적층방법은 기판부(10) 상에 기판(11)을 준비하는 단계(S1), 가스공급부(30)에서 가스관(33)을 통해 공진기(40)로 불활성가스를 공급시켜 상기 공진기(40)에서 상기 불활성가스를 이용해 대기압 플라즈마(21)를 형성 및 활성화시키는 단계(S2) 및 상기 플라즈마(21)가 안정화되면 상기 가스공급부(30)에서 가스관(33)을 통해 카본소스가스를 공급 및 상기 노즐부(10)에서 상기 플라즈마(21)와 상기 카본소스가스를 외부로 방출시킴으로써 상기 기판(11) 상에 상기 산화그래핀을 적층시키는 단계(S3)를 포함할 수 있다.In a more detailed method of laminating graphene oxide according to the present invention, the step of preparing the substrate 11 on the substrate 10 (S1), the inert gas from the gas supply unit 30 to the resonator 40 through the gas pipe 33 The step of forming and activating the atmospheric pressure plasma 21 using the inert gas in the resonator 40 by supplying (S2) and when the plasma 21 is stabilized, the gas supply unit 30 through the gas pipe 33 It may include a step (S3) of stacking the graphene oxide on the substrate 11 by supplying a carbon source gas and releasing the plasma 21 and the carbon source gas from the nozzle unit 10 to the outside. have.

먼저, 기판부(10) 상에 기판(11)을 준비하는 단계(S1)를 수행한다. First, a step (S1) of preparing the substrate 11 on the substrate portion 10 is performed.

이때 기판부(10)는 기판(11)의 움직임을 고정 및 제어해주는 역할을 하여, 상기 기판부(10)와 이격 배치되는 노즐부(20)와의 거리가 적당히 유지되도록 상기 기판(11)을 제대로 지지해준다. 또한, 상기 기판부(10)는 상기 기판(11)을 360° 회전이 가능한 회전구동부를 포함하여 상기 기판(11) 표면의 전면 또는 일부에 산화그래핀이 골고루 증착될 수 있게 해준다.At this time, the substrate portion 10 serves to fix and control the movement of the substrate 11, so that the substrate 11 is properly maintained so that a distance between the substrate portion 10 and the nozzle portion 20 spaced apart from the substrate portion 10 Support. In addition, the substrate portion 10 includes a rotation driving portion capable of rotating the substrate 11 by 360° so that graphene oxide can be evenly deposited on the entire surface or a portion of the surface of the substrate 11.

다음으로, 가스공급부(30)에서 가스관(33)을 통해 공진기(40)로 불활성가스를 공급시켜 상기 공진기(40)에서 상기 불활성가스를 이용해 대기압 플라즈마(21)를 형성 및 활성화시키는 단계(S2)를 수행한다.Next, forming and activating atmospheric pressure plasma 21 using the inert gas from the resonator 40 by supplying an inert gas from the gas supply unit 30 to the resonator 40 through the gas pipe 33 (S2) Perform.

여기서 불활성 가스는 헬륨(He), 질소(N) 또는 아르곤(Ar) 중 어느 하나인 것을 특징으로 할 수 있으며, 플라즈마(21)를 활성화 시키는 것을 특징으로 할 수 있다. Here, the inert gas may be one of helium (He), nitrogen (N), or argon (Ar), and may be characterized by activating the plasma 21.

이때, 공진기는 마이크로웨이브 파워(microwave power)를 인가함으로써 전자 사이클로트론 공명(Electron Cyclotron Resonance)을 형성하는 전자 사이클로트론 공명(Electron Cyclotron Resonance)장치로 카본수소 라디칼(hydrocarbon radicals)의 흡착(adsorb), 확산(diffuse) 및 핵 생성이 발생하게 되는 반데르발스 유형의 성장 타입으로 촉매층을 구비하지 않은 상태로 기판층상에 산화그래핀을 성장시킨다. 따라서 본 발명에 따른 산화그래핀 적층장치는 촉매가 없이 산화그래핀 적층이 가능 하다는 특징을 갖는다.At this time, the resonator is an electron cyclotron resonance device that forms electron cyclotron resonance by applying microwave power, and is used to adsorb and diffuse carbon hydrogen radicals. diffuse) and nucleation occurs in the Van der Waals type of growth type, and graphene oxide is grown on the substrate layer without the catalyst layer. Therefore, the graphene oxide lamination apparatus according to the present invention has a characteristic that graphene oxide lamination is possible without a catalyst.

다음으로, 상기 플라즈마가 안정화되면 상기 가스공급부에서 가스관(33)을 통해 노즐부로 카본소스가스를 공급시키는 단계(S3)를 수행한다.Next, when the plasma is stabilized, a step (S3) of supplying the carbon source gas from the gas supply unit to the nozzle unit through the gas pipe 33 is performed.

플라즈마(21)가 안정화되면 카본소스가스를 정밀하게 미량 흘려주게 되며, 이때 상기 카본소스 가스는 수소이온 제거 및 산화그래핀의 탄소sp2 결합을 촉진시키는 것을 특징으로 할 수 있다. 또한, 산화그래핀의 결함 제거목적으로 사용되는 것을 특징으로 할 수 있다. When the plasma 21 is stabilized, a small amount of carbon source gas is precisely flowed, and the carbon source gas may be characterized by promoting hydrogen ion removal and carbon sp 2 bonding of graphene oxide. In addition, it may be characterized in that it is used for the purpose of removing defects of graphene oxide.

기상의 카본소스가스로는 카본을 함유하는 화합물이면 가능하며, 예를 들어 탄소수 6개 이하의 화합물, 탄소수 4개 이하의 화합물, 또는 탄소수 2개 이하의 화합물을 사용할 수 있다. The gaseous carbon source gas can be any compound containing carbon, and for example, a compound having 6 or less carbon atoms, a compound having 4 or less carbon atoms, or a compound having 2 or less carbon atoms may be used.

카본소스가스는 예를 들어, 일산화탄소, 메탄, 에탄, 에틸렌, 메탄올, 에탄올, 아세틸렌, 프로판, 프로필렌, 부탄, 부타디엔, 펜탄, 펜텐, 사이클로펜타디엔, 헥산, 사이클로헥산, 벤젠 및 톨루엔으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상을 사용할 수 있다.The carbon source gas is, for example, from the group consisting of carbon monoxide, methane, ethane, ethylene, methanol, ethanol, acetylene, propane, propylene, butane, butadiene, pentane, pentene, cyclopentadiene, hexane, cyclohexane, benzene and toluene. You can use one or more of your choices.

다음으로, 상기 플라즈마(21)가 안정화되면 상기 가스공급부(30)에서 가스관(33)을 통해 카본소스가스를 공급 및 상기 노즐부(10)에서 상기 플라즈마(21)와 상기 카본소스가스를 외부로 방출시킴으로써 상기 기판(11) 상에 상기 산화그래핀을 적층시키는 단계(S3)를 수행한다.Next, when the plasma 21 is stabilized, a carbon source gas is supplied from the gas supply unit 30 through the gas pipe 33 and the plasma 21 and the carbon source gas are externally supplied from the nozzle unit 10. A step (S3) of depositing the graphene oxide on the substrate 11 is performed by releasing it.

여기서, 카본소스가스의 양은10 sccm 내지50 sccm의 속도로 공급되는 것을 특징으로 할 수 있으며, 상기 불활성 가스 및 카본소스 가스는 상기 기판(11)의 표면에너지, 표면형상 및 굴곡 조건에 의해 양과 혼합비율이 조절되는 것을 특징으로 할 수 있다. Here, the amount of carbon source gas may be supplied at a rate of 10 sccm to 50 sccm, and the inert gas and carbon source gas are mixed with the amount according to the surface energy, surface shape and bending conditions of the substrate 11 It may be characterized in that the ratio is adjusted.

카본소스가스의 양을 미량만 흘려주어도 원하는 결과를 얻을 수 있으나, 카본소스가스의 양이 최소한 25 sccm이상으로 공급 되어야 산화그래핀을 균일하게 형성하는데 용이하다. 따라서, 상기 카본소스가스의 양은 재료의 크기, 부피 및 형상을 고려하여 변경이 가능한 부분으로 이에 한정되지 않는다.The desired result can be obtained by flowing only a small amount of carbon source gas, but it is easy to uniformly form graphene oxide when the amount of carbon source gas is supplied at least 25 sccm. Therefore, the amount of the carbon source gas is not limited thereto as a portion that can be changed in consideration of the size, volume, and shape of the material.

본 발명의 특징 중 하나는 촉매가 필요하지 않은 어떠한 재료의 기판(11)이어도 산화그래핀을 적층시킬 수 있다는 점이다. One of the features of the present invention is that graphene oxide can be deposited on any material substrate 11 that does not require a catalyst.

기판(11) 재료에 따라 상기 가스의 양과 혼합비율을 조절할 수 있으며, 플라즈마(21)가 배출되는 노즐과 기판부(10) 사이의 이격거리를 조절할 수 있다는 것 또한 본 발명의 특징이다. It is also a feature of the present invention that the amount and mixing ratio of the gas can be adjusted according to the material of the substrate 11, and the separation distance between the nozzle from which the plasma 21 is discharged and the substrate portion 10 can be adjusted.

이때, 상기 기판부(10)와 상기 노즐부(20)의 이격거리는 예를 들면, 5 mm 내지 10 mm, 예를 들면, 7 mm로 설정하는 것이 바람직하다.In this case, the separation distance between the substrate portion 10 and the nozzle portion 20 is preferably set to be, for example, 5 mm to 10 mm, for example, 7 mm.

기판부(10)와 노즐부(20)의 거리가 5 mm 보다 가까운 경우 기판부에서 플라즈마(21) 강도가 강하게 되어 카본소스가 강한 에너지에 의해 증착이 안 될 수 있으며, 10 mm 보다 거리가 먼 경우 증착되는 두께가 매우 얇거나, 타겟의 표면에 증착이 원활하게 이루어지지 않을 수 있다.If the distance between the substrate part 10 and the nozzle part 20 is closer than 5 mm, the intensity of the plasma 21 increases in the substrate part, so that the carbon source may not be deposited due to strong energy. In this case, the deposited thickness may be very thin, or the deposition may not be smoothly performed on the surface of the target.

본 발명의 일 실시예에서, 상기 카본소스공급 및 산화그래핀 적층단계(S3) 이후에, 적층된 산화그래핀층에 불활성가스를 이용하여 플라즈마 처리하는 단계를 포함할 수 있다. In an embodiment of the present invention, after the carbon source supply and the graphene oxide lamination step (S3), plasma treatment may be performed on the stacked graphene oxide layer using an inert gas.

상기 불활성가스는 헬륨(He), 질소(N) 또는 아르곤(Ar) 중 어느 하나인 것을 특징으로 할 수 있다.The inert gas may be any one of helium (He), nitrogen (N), or argon (Ar).

상기 불활성가스를 이용하여 플라즈마 처리하는 단계를 통하여, 상기 산화그래핀은 환원될 수 있다. Through the step of plasma treatment using the inert gas, the graphene oxide may be reduced.

예를 들어, 상기 적층된 산화그래핀층에 아르곤기체를 이용하여 플라즈마 처리하는 공정을 추가로 수행할 수 있고, 상기 플라즈마 처리를 통하여, 환원된 산화그래핀층을 수득 할 수 있다. For example, a process of plasma treatment using an argon gas may be additionally performed on the stacked graphene oxide layer, and a reduced graphene oxide layer may be obtained through the plasma treatment.

상기와 같이 제조된 산화그래핀 층상구조체는 다양한 용도에 활용할 수 있다. 전도성이 우수하고, 막의 균일도가 높아 투명 전극으로서 유용하게 사용될 수 있다. 투명 전극으로서 상기 그래핀이 형성된 층상구조체를 사용하는 경우 우수한 전도성을 나타내며, 각종 표시소자 등의 패널 전도성 박막으로서 활용하는 경우 전도성 및 빛의 투과량을 개선하는 것이 가능해진다.The graphene oxide layered structure prepared as described above can be used for various purposes. Excellent conductivity and high uniformity of the film can be usefully used as a transparent electrode. When the layered structure on which graphene is formed is used as a transparent electrode, it exhibits excellent conductivity, and when used as a panel conductive thin film for various display devices, it is possible to improve conductivity and light transmission.

또한, 메모리소자용 채널, 센서, 전자 종이 등에 사용할 수 있다. 즉, 상기 산화그래핀 층상 구조체는 절연층 상에 그래핀이 존재하므로, 이를 FET 트랜지스터 등의 다양한 트랜지스터에서 게이트 전극 등으로 활용할 수 있다.In addition, it can be used for channels for memory devices, sensors, and electronic paper. That is, since the graphene oxide layered structure has graphene on the insulating layer, it can be utilized as a gate electrode in various transistors such as FET transistors.

실시예 1. 산화그래핀의 적층Example 1. Lamination of graphene oxide

4 X 4 mm크기의 실리콘 웨이퍼 시편을 준비하고, 실리콘 기판의 표면을 10분간 에탄올로 초음파 세정하여 오염물을 제거하였다. A silicon wafer specimen having a size of 4 X 4 mm was prepared, and the surface of the silicon substrate was ultrasonically cleaned with ethanol for 10 minutes to remove contaminants.

900 MHz 유전체 공진기에 의해 작동되는 고밀도 대기 플라즈마 발생기 PGS-300(Expantech co., 수원, 한국)을 이용하였고, 플라즈마는 플라즈마 캐리어로서 아르곤을 4 L/m을 사용하여 240 W(900 MHz)의 전력으로 발생하였다. A high-density atmospheric plasma generator PGS-300 (Expantech co., Suwon, Korea) operated by a 900 MHz dielectric resonator was used, and the plasma power of 240 W (900 MHz) using 4 L/m of argon as a plasma carrier. Occurred.

메탄(10%)과 아르곤의 혼합가스를 탄소 공급원으로 사용하여 60 sccm의 속도로 플라즈마에 도입하였다. A mixed gas of methane (10%) and argon was used as a carbon source and introduced into the plasma at a rate of 60 sccm.

이때 기판부와 노즐부의 이격거리를 7 mm로 하여 6분동안 산화그래핀의 적층을 실행하였다. At this time, graphene oxide was stacked for 6 minutes with a separation distance of 7 mm between the substrate portion and the nozzle portion.

이 상태에서 기판의 표면에 그래핀을 골고루 증착시키기 위해서 기판부에 고정된 기판의 회전 및 노즐부의 전후, 좌우로 왕복 이동을 동시에 진행시켰다. In this state, in order to evenly deposit graphene on the surface of the substrate, the rotation of the substrate fixed to the substrate and the reciprocating movement of the nozzle unit back and forth, left and right were simultaneously performed.

상기 방법을 통해 기판의 표면이 산화그래핀으로 골고루 증착된 실리콘 기판을 수득하였다.Through the above method, a silicon substrate on which the surface of the substrate was evenly deposited with graphene oxide was obtained.

실시예 2. 환원된 산화그래핀의 적층Example 2. Lamination of reduced graphene oxide

상기 실시예 1과 동일한 공정을 수행하고, 상기 실시예 1의 공정 이후에, 아르곤가스만을 이용하여 플라즈마를 형성 및 활성화 시켜 1 분동안 적층된 산화그래핀층을 플라즈마 처리 하였다. The same process as in Example 1 was performed, and after the process of Example 1, plasma was formed and activated using only argon gas, and the graphene oxide layer deposited for 1 minute was plasma-treated.

상기 방법을 통해 환원된 산화그래핀이 증착된 실리콘 기판을 수득하였다. Through the above method, a silicon substrate on which reduced graphene oxide was deposited was obtained.

실험예Experimental example

본 발명에 따른 실시예1 및 실시예 2의 실리콘 기판에 증착된 산화그래핀 및 환원된 산화그래핀의 물성확인을 위해 실험을 진행하였다.Experiments were conducted to confirm physical properties of graphene oxide and reduced graphene oxide deposited on the silicon substrates of Examples 1 and 2 according to the present invention.

라만 분광측정방법을 통해 물질의 정성 및 정량을 확인하는 것이 가능하다. 따라서, 본 발명에 따른 적층장치 및 이에 따른 방법으로 기판 상에 플라즈마 및 카본소스가스를 방출하여 적층시켰을 때 그 물질이 그래핀 또는 산화그래핀이 형성된 것임을 확인할 수 있도록 라만 분광측정을 하였다. It is possible to confirm the qualitative and quantification of a substance through the Raman spectroscopy method. Accordingly, when the lamination apparatus according to the present invention and the method according to the present invention release plasma and carbon source gas on the substrate and laminated, the Raman spectroscopy measurement was performed to confirm that the material formed graphene or graphene oxide.

도 3은 실시예 1에 따라 제조된 산화그래핀을 라만분광법으로 측정한 그래프이다.3 is a graph of graphene oxide prepared according to Example 1 measured by Raman spectroscopy.

도 3을 참조하면, 그래핀을 확인할 수 있는 피크점의 위치는 첫 번째 1352 cm-1 에 나타나는 D피크, 두 번째 1592 cm-1 에 나타나는 G피크이며, 2685 cm-1 에 나타나는 2D피크는 그래핀의 측정과는 다소 무관하다.3, the Yes and the position of the peak point to verify the pin D peak appearing on the first 1352 cm -1, G peak appearing on the second 1592 cm -1, 2685 cm -1 is a peak appearing 2D Yes It is somewhat irrelevant to the measurement of the pin.

라만측정법을 통해 실시예 1의 기판 상의 물질이 산화그래핀임을 확인 할 수 있었다.It was confirmed that the material on the substrate of Example 1 was graphene oxide through the Raman measurement method.

도 4는 실시예 2에 따라 제조된 산화그래핀을 라만분광법으로 측정한 그래프이다.4 is a graph of graphene oxide prepared according to Example 2 measured by Raman spectroscopy.

도 4를 참조하면, 산화그래핀을 확인할 수 있는 피크점의 첫 번째 1352 cm-1 에 나타나는 D피크, 두 번째 1610 cm-1 에 나타나는 G피크이며, 2695 cm-1 에 나타나는 2D피크는 산화그래핀의 측정과는 다소 무관하다.Referring to FIG. 4, the D peak appearing at 1352 cm -1 at the first of the peak point where graphene oxide can be identified, the G peak at 1610 cm -1 at the second, and the 2D peak at 2695 cm -1 are graphene oxide. It is somewhat irrelevant to the measurement of the pin.

라만측정법을 통해 실시예 2의 기판 상의 물질이 환원된 산화그래핀임을 확인 할 수 있었다. It was confirmed that the material on the substrate of Example 2 was reduced graphene oxide through the Raman measurement method.

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. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.The above description of the present invention is for illustrative purposes only, and those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains will be able to 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 limiting. For example, each component described as a single type may be implemented in a distributed manner, and similarly, components described as being distributed may also be implemented in a combined form.

본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.The scope of the present invention is indicated by the claims to be described later, and all changes or modified forms derived from the meaning and scope of the claims and their equivalent concepts should be interpreted as being included in the scope of the present invention.

10: 기판부
11: 기판
20: 노즐부
21: 플라즈마
30: 가스공급부
31: 불활성가스공급부
32: 카본소스가스공급부
33: 가스관
40: 공진기
10: substrate portion
11: substrate
20: nozzle part
21: plasma
30: gas supply unit
31: inert gas supply unit
32: carbon source gas supply unit
33: gas pipe
40: resonator

Claims (8)

회전구동이 가능한 기판부;
상기 기판부와 이격 배치되며 전후, 좌우 및 상하 왕복이동이 가능한 노즐부;
상기 노즐부로 산화그래핀 적층용 플라즈마를 방출할 수 있도록 불활성가스 및 카본소스가스를 공급하는 가스공급부;
상기 가스공급부에서 상기 노즐부로 상기 불활성가스 및 상기 카본소스가스를 유입 및 통과 시켜주는 단일 또는 복수개의 가스관; 및
상기 노즐부의 외부에서 상기 노즐부와 전기적으로 연결되며 고유 공진 주파수에서 대기압 플라즈마를 형성 및 활성화시키는 공진기;
를 포함하는 산화그래핀 적층장치.
A substrate portion capable of rotational drive;
A nozzle unit spaced apart from the substrate unit and capable of reciprocating front and rear, left and right, and up and down;
A gas supply unit for supplying an inert gas and a carbon source gas to the nozzle unit to discharge a plasma for laminating graphene oxide;
A single or a plurality of gas pipes through which the inert gas and the carbon source gas are introduced and passed from the gas supply unit to the nozzle unit; And
A resonator electrically connected to the nozzle part outside the nozzle part and forming and activating atmospheric pressure plasma at a natural resonance frequency;
Graphene oxide lamination apparatus comprising a.
제1항에 있어서,
상기 노즐부에서 배출되는 플라즈마의 강도에 따라 상기 기판부의 회전구동 및 상기 노즐부의 이동방향을 전환시키는 유효 이동거리 측정부 및 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 산화그래핀 적층장치.
The method of claim 1,
The graphene oxide lamination apparatus further comprising: an effective movement distance measuring unit and a control unit for changing the rotational drive of the substrate unit and the moving direction of the nozzle unit according to the intensity of plasma discharged from the nozzle unit.
제1항에 있어서,
상기 공진기의 주파수를500 MHz 내지 1000 MHz로 인가시키는 것을 특징으로 하는 산화그래핀 적층장치.
The method of claim 1,
Graphene oxide lamination apparatus, characterized in that applying the frequency of the resonator 500 MHz to 1000 MHz.
기판부 상에 기판을 준비하는 단계;
가스공급부에서 가스관을 통해 공진기로 불활성가스를 공급시켜 상기 공진기에서 상기 불활성가스를 이용해 대기압 플라즈마를 형성 및 활성화시키는 단계; 및
상기 플라즈마가 안정화되면 상기 가스공급부에서 가스관을 통해 카본소스가스를 공급 및 상기 노즐부에서 상기 플라즈마와 상기 카본소스가스를 외부로 방출시킴으로써 상기 기판 상에 상기 산화그래핀을 적층시키는 단계;
를 포함하는 산화그래핀 적층방법.
Preparing a substrate on the substrate portion;
Forming and activating atmospheric pressure plasma by using the inert gas from the resonator by supplying an inert gas from a gas supply unit to a resonator through a gas pipe; And
Depositing the graphene oxide on the substrate by supplying a carbon source gas from the gas supply unit through a gas pipe and releasing the plasma and the carbon source gas from the nozzle unit when the plasma is stabilized;
Graphene oxide lamination method comprising a.
제4항에 있어서,
상기 불활성 가스는 헬륨(He), 질소(N) 또는 아르곤(Ar) 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 산화그래핀 적층방법.
The method of claim 4,
The inert gas is any one of helium (He), nitrogen (N), or argon (Ar).
제4항에 있어서,
상기 카본소스 가스의 양은 10 sccm 내지 50 sccm의 속도로 제공되는 것을 특징으로 하는 산화그래핀 적층방법.
The method of claim 4,
Graphene oxide lamination method, characterized in that the amount of the carbon source gas is provided at a rate of 10 sccm to 50 sccm.
제4항에 있어서,
상기 산화그래핀을 적층시키는 단계에서,
상기 기판부와 상기 노즐부의 이격거리는 5 mm 내지 10 mm로 설정하는 것을 특징으로 하는 산화그래핀 적층방법.
The method of claim 4,
In the step of laminating the graphene oxide,
Graphene oxide lamination method, characterized in that the separation distance between the substrate portion and the nozzle portion is set to 5 mm to 10 mm.
제4항에 있어서,
상기 산화그래핀을 적층시키는 단계는,
상기 노즐부에서 배출되는 상기 플라즈마의 강도를 제어하여 상기 기판부의 회전구동 및 상기 노즐부의 이동방향을 제어하는 것을 특징으로 하는 산화그래핀 적층방법.
The method of claim 4,
The step of laminating the graphene oxide,
The graphene oxide lamination method, characterized in that by controlling the intensity of the plasma discharged from the nozzle unit to control rotational drive of the substrate unit and a moving direction of the nozzle unit.
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