• Journal of the Korean Vacuum Society
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• v.22 no.3
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• pp.144-149
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• 2013

We use Memory function to examine the thermal conductivity as a function of the temperature in single-walled carbon nanotube (SWNT). We determine the Umklapp, normal and SWNT-substrate phonon scattering rate from the computed inverse spin relaxation time. Thermal conductivity increased as the diameter increased when we assumed that the zigzag (10,0) transition was a more dominant phonon scattering than the (9,0) transition.

• Journal of the Korean Applied Science and Technology
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• v.33 no.3
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• pp.587-592
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• 2016

In this study, flexible acid treated single walled carbon nanotubes (A-SWCNTs) electrodes were fabricated by using gold coated PET substrate and spray coating technique. The acid-treatment method was conducted to introduce functional groups on the SWCNTs wall, which could improve dispersability of the SWCNTs and its electrochemical property. The electrochemical properties of flexible A-SWCNTs electrode were carried out by cyclic voltammetry(CV), electrochemical impedance were carried out by cyclic voltammetry(CV), electrochemical impedance spectroscopy(EIS) and galvanostatic charge/discharge (GCD) cycles. As a results, The specific capacitance value of the unbent A-SWCNTs electrode was $67F{\cdot}g^{-1}$, which decreased to $63F{\cdot}g^{-1}$ (94% retention) after 1000 GCD cycles. Interestingly, the specific capacitance of the unbent A-SWCNTs electrode with application of the 1000 GCD cycles was retained even after 500 bending to $30^{\circ}$ with 6000 GCD cycles.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2013.02a
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• pp.613-613
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• 2013

그래핀은 저차원계 구조에서 기인하는 뛰어난 전기적, 물리적, 기계적 성질을 지니고 있어 실리콘 기반 기술을 대체할 전계 효과 트랜지스터 이외에도 투명전극, 초고용량 커패시터, 전계방출 디스플레이 등 다양한 응용분야에 적용 가능하다. 최근에는 이러한 응용 연구분야에서 그래핀과 탄소나노튜브 각각의 단점을 최소화하고 장점을 극대화하기 위한 그래핀-탄소나노튜브 혼성 나노구조에 대한 연구들이 진행되고 있는 추세이다. 이전 연구들에서 환원된 그래핀 산화물(Reduced Graphene Oxide, RGO)을 이용한 그래핀-탄소나노튜브 혼성 나노구조가 제작되었는데, 이는 RGO의 제작과정에서 복잡한 공정과 긴 합성과정이 요구될 뿐 아니라, 복합 물질에서 탄소나노튜브의 밀도 제어가 어렵다는 단점을 지닌다. 또한 현재까지 제작된 그래핀-탄소나노튜브 혼성 나노구조의 경우, 열 화학기상증착법으로 합성된 다층(few-layers)의 그래핀과 탄소나노튜브 혼성 나노구조를 제작하였다 [1-6]. 본 연구에서는 우수한 전기적 특성을 가진 단층(monolayer)의 그래핀을 열 화학기상증착법으로 합성한 후, 그래핀 위에 단일벽 탄소나노튜브를 성장시킴으로써 그래핀-탄소나노튜브 혼성 나노구조를 제작하였다. 합성된 그래핀-탄소나노튜브의 구조적 특징은 주사 전자 현미경과 라만 분광기 측정을 통해 확인하였고, 촉매의 표면 형상 및 화학적 상태는 원자힘 현미경과 X선 광전자 분광법을 통해 확인하였다. 또한 그래핀 기반의 전계 효과 트랜지스터의 경우, 상온에서 그래핀은 우수한 전하 이동도를 가지며 웨이퍼 스케일에서 제작하기 쉬우나 밴드 갭이 없으므로 높은 Ion/Ioff를 가지는 그래핀 기반의 트랜지스터를 만드는 것이 과제이다. 반면 탄소나노튜브는 큰 에너지 갭을 가지고 있으므로 높은 Ion/Ioff를 구현하는 소자 제작이 가능하다. 그리하여 제작된 그래핀-탄소나노튜브 혼성 나노구조의 소자 제작을 통해 전기적 특성을 조사하였다.

• Polymer(Korea)
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• v.34 no.6
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• pp.534-539
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• 2010

Polystyrene (PS)/multi-walled carbon nanotube (MWCNT) nanocomposites were prepared via latex technology and the effect of nanotube length on rheological properties were investigated. Monodisperse PS particle was synthesized by the emulsifier-free emulsion polymerization and two types of MWCNTs were used after surface modification to improve dispersion state and to remove impurities. Final nanocomposites were prepared by the freeze-drying process after dispersing the PS particles and the surface-modified MWCNTs in a ultrasonic bath. The effects of MWCNT content and nanotube length on rheological properties were evaluated by imposing the small-amplitude oscillatory shear flow. The PS/MWCNT nanocomposites showed that rheological properties were enhanced as the amount and length of MWCNT increased. It is speculated that the rheological characteristics of nanocomposites change from liquid-like to solid-like as the MWCNT amount increases, and the critical concentration to achieve network structure decreases as the nanotube length increases.

• The Science & Technology
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• no.7 s.458
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• pp.27-29
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• 2007

• Composites Research
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• v.37 no.1
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• pp.32-39
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• 2024

Solid-state hydrogen storage is gaining prominence as a crucial subject in advancing the hydrogen-based economy and innovating energy storage technology. This storage method shows superior characteristics in terms of safety, storage, and operational efficiency compared to existing methods such as compression and liquefied hydrogen storage. In this study, we aim to evaluate the solid hydrogen storage performance on the nanotube surface by various structural design factors. This is accomplished through molecular dynamics simulations (MD) with the aim of uncovering the underlying ism. The simulation incorporates diverse carbon nanotubes (CNTs) - encompassing various diameters, multi-walled structures (MWNT), single-walled structures (SWNT), and boron-nitrogen nanotubes (BNNT). Analyzing the storage and effective release of hydrogen under different conditions via the radial density function (RDF) revealed that a reduction in radius and the implementation of a double-wall configuration contribute to heightened solid hydrogen storage. While the hydrogen storage capacity of boron-nitrogen nanotubes falls short of that of carbon nanotubes, they notably surpass carbon nanotubes in terms of effective hydrogen storage capacity.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2013.08a
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• pp.250-250
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• 2013

단일벽 탄소나노튜브(Single-walled nanotubes, SWNTs)는 나노스케일의 크기와 우수한 물성으로 인하여, 전자, 에너지, 바이오 분야로의 응용이 기대되고 있다. 특히 SWNTs의 직경을 제어하게 되면 튜브의 전도성 제어가 훨씬 수월하게 되어, 차세대 나노전자소자의 실현을 앞당길 수 있으며 이러한 이유로 많은 연구들이 현재 행해지고 있다. SWNTs의 직경제어 합성을 위해서는 현재 열화학기상증착법(Thermal chemical vapor deposition; TCVD)이 가장 일반적으로 이용되고 있으며, 합성 촉매와 합성되는 튜브의 직경과의 크기 연관성이 알려진 후로는, 촉매의 크기를 제어하여 SWNTs의 직경을 제어하고자 하는 연구들이 활발하게 보고되고 있다. 특히, 촉매 나노입자의 직경이 1~2 nm 이하로 감소될 경우, SWNTs의 직경 분포가 어떻게 변화할 것인지가 최근 가장 중요한 관심사로 남아 있으나, 이러한 크기의 금속입자는 나노입자의 융점저하 현상이 발현되는 영역이므로, SWNTs의 합성온도 영역에서 촉매 금속입자는 반액체(Semi-liquid) 상태로 존재할 것으로 추측하고 있다. 본 연구에서는 고온의 SWNTs 합성환경에서 금속나노촉매의 유동성을 제한하기 위하여 나노사이즈의 기공이 규칙적으로 정렬된 다공성 물질인 제올라이트를 촉매담지체로 이용하였고, 이 때 다양한 합성변수가 SWNTs의 직경에 미치는 영향을 살펴보고자 하였다. SWNTs의 합성을 위해 실리콘 산화막 기판 위에 제올라이트를 도포한 후, 합성 촉매로서 전자빔증발법을 통하여 수 ${\AA}$에서 수 nm 두께의 철 박막을 증착하였다. 합성은 메탄을 원료가스로 하여 TCVD법으로 실시하였다. 주요변수로는 제올라이트 종류, 증착하는 철 박막의 두께, 합성온도를 설정하였으며, 이에 따라 합성된 SWNTs의 합성수율 및 직경분포의 변화를 체계적으로 살펴보았다. SWNTs의 전체적인 합성수율의 변화는 SEM 관찰결과를 이용하였으며, SWNTs의 직경은 AFM 관찰 및 Raman 스펙트럼의 분석에서 도출하였다. 실험결과, 제올라이트 종류에 따라서는 명확한 튜브직경 분포의 변화 없이 비교적 좁은 직경분포를 갖는 SWNTs가 합성되었으며, 합성온도가 $850^{\circ}C$ 이하로 감소되면 합성수율이 현저히 감소되는 것을 알 수 있었다. 촉매박막의 두께가 1 nm 이상인 경우에서는 직경 5 nm 전후의 나노입자가 형성되었으며, 이때 SWNTs의 합성수율은 높았으나 다양한 직경의 튜브가 합성이 된 것을 확인할 수 있었다. 반면, 촉매입자의 크기가 2 nm 이하에서는 합성수율은 다소 저하되었으나, SWNTs의 직경분포의 폭이 상대적으로 훨씬 좁아지는 것을 알 수 있었다. 추후, 극미세 촉매와 저온합성 환경에서의 합성수율 향상을 위한 합성공정의 개량이 지속적으로 요구된다.

• Polymer(Korea)
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• v.36 no.3
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• pp.364-371
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• 2012

Polystyrene/single-walled carbon nanotube (PS/SWCNT) nanocomposites were prepared by latex technology and the effect of surfactant (SDS) on nanotube dispersion, rheological and electrical properties was investigated. The nanocomposites were prepared through freeze-drying after mixing PS particles and aqueous SWCNT/SDS suspension. As the SDS content increased, the storage modulus and complex viscosity of the nanocomposites were increased due to enhanced dispersion of nanotubes, but if the content excessively increased, the modulus and viscosity began to decrease due to low molecular weight of SDS. The electrical conductivity sharply increased with the addition of SDS, and then did not show significant changes. This result is speculated to be the competition between the increased dispersion of nanotubes and the deterioration of electrical conductivity by SDS adsorption. An optimal ratio of SDS to SWCNT for improving electrical conductivity and end-use properties was 2. With this ratio, the electrical percolation threshold of SWCNT was less than 1 wt%.

• Journal of the Korean Vacuum Society
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• v.12 no.4
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• pp.281-287
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• 2003

We have performed classical molecular dynamics simulations for hypothetical silicon nanotubes using the Tersoff potential. Our investigation presented a systematic study about the thermal behavior of hypothetical silicon nanotubes and showed the difficulty in Producing silicon nanotubes or graphitelike sheets. Through the investigations on the structure and properties of a double-wall silicon nanotube, we concluded that quasi-one dimensional structures consisting of silicon atoms become nanowires or multi wall nanotubes rather than single wall nanotubes in order to minimize the number of $sp^2$ bonds.

• Applied Chemistry for Engineering
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• v.18 no.1
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• pp.94-97
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• 2007

Carbon nanotubes and nanowires were prepared by methane pyrolysis over Pd(5)/SPK catalyst by changing oxygen molar ratio in a fixed bed flow reactor under atmospheric condition and also analyzed by SEM and TEM. When the $CH_4/O_2$ molar ratio was 1, carbons were not almost deposited on the catalyst bed support, but when it was 2, carbons were deposited as much as plugging reactor. TEM and SEM images for the deposited carbons showed a number of single-walled carbon nanotubes and carbon nanowires. The growth mechanism of carbon nanotubes produced on the catalyst surface was the tip growth mode. It should be played an important role in carbon nanotubes and nanowires produced on the catalyst bed support to formate the carbon growth velocity vectors and nuclei of ring structure of carbon nanowires. SPK carrier was $N_2$ isotherm of IV type with mesopores, and excellent in the thermal stability.