• 한국진공학회지
• /
• 제12권4호
• /
• pp.281-287
• /
• 2003

본 연구에서는 분자동력학 방법을 사용하여 탄소 나노튜브와 같은 구조적 특성을 가정한 실리콘 나노튜브에 관한 연구를 수행하였다. 흑연판 모양의 실리콘 판에서 실리콘 나노튜브가 형성되는 활성화에너지는 매우 낮다는 것을 실리콘판 - 튜브 전이 에너지 도식도를 통하여 살펴보았다. 분자동력학 시뮬레이션 결과는 실리콘의 경우 단일벽 나노튜브가 불안정하며, 다중벽 나노튜브의 경우에 더욱 안정하다는 것을 원자결합수 및 결합각도 분포 비교를 통하여 보여주었다.

• 전기화학회지
• /
• 제22권3호
• /
• pp.112-121
• /
• 2019

본 연구에서는 마이크로 크기의 실리콘 입자와 탄소나노튜브를 활용하여 고용량을 갖는 실리콘/탄소나노튜브/탄소 복합입자를 제조하여 리튬이차전지용 음극활물질로서의 적용가능성을 확인하고자 하였다. 실리콘/탄소나노튜브/탄소 복합입자 제조를 위해 분무건조 방식을 이용하여 실리콘입자가 탄소나노튜브에 의해 균일하게 분산되어 비정질탄소로 결합된 구조를 갖는 구형의 복합입자를 제조하였다. 제조한 복합입자는 실리콘 입자 주변에 탄소나노튜브의 네트워크 구조를 형성하며 비정질 탄소에 의해 실리콘 입자와 탄소나노튜브의 입자들이 결합한 상태를 유지하는 구조로 이루어진다. 이러한 복합입자의 구조적인 특성으로 인해 계속적인 충방전 과정에서 실리콘의 부피팽창이 효과적으로 완충되고 이에 따라 전기적 접촉 손실 및 SEI 막 형성에 따른 비가역 반응이 제어되어 우수한 수명 특성 및 충전출력 특성을 갖는 것으로 나타난다.

• 폴리머
• /
• 제37권6호
• /
• pp.722-729
• /
• 2013

Poly(dimethyl siloxane)(PDMS, 실리콘 고무)의 열전도도 향상을 위하여 보론 나이트라이드과 탄소나노튜브를 열전도성 충전제로 사용하였다. 보론 나이트라이드의 함량은 0에서 100 phr로 증가시켰으며, 탄소나노튜브의 함량은 보론 나이트라이드의 함량을 100 phr로 고정시킨 상태에서 0에서 4 phr로 증가시켰다. 실리콘 고무 복합재료의 열전도도는 보론 나이트라이드 함량의 증가에 따라 증가하였으나, 탄소나노튜브를 추가로 첨가하더라도 열전도도 향상에 대한 효과는 미미하였다. 100 phr 함량의 보론 나이트라이드 함량에 탄소나노튜브를 충전 시 복합재료의 열분해가 가속화되는 예상치 못한 결과를 얻었다. 이를 해석하기 위하여 Horowitz-Metzger 방법을 이용하여 열분해 활성화 에너지를 계산하였다. 또한 보론 나이트라이드/탄소나노튜브가 충전된 실리콘 고무 복합재료의 경화거동, 전기저항 및 기계적 물성을 연구하였다.

• 대한기계학회논문집A
• /
• 제34권12호
• /
• pp.1857-1863
• /
• 2010

본 논문에서는 탄소나노튜브 필름을 이용한 투명 압저항체의 제작 및 특성 연구를 수행하였다. 진공필터 방식으로 제작된 다양한 투과도를 가지는 탄소나노튜브 필름은 금층이 증착된 실리콘 기판위에서 사진식각 공정을 통해 패터닝이 된 후, 금층과 실리콘 기판의 약한 접착력으로 인해 실리콘 러버인 poly-dimethysiloxane (PDMS) 로 전사된다. 탄소나노튜브 필름의 압저항 특성을 분석하기 위해, 얇은 PDMS 멤브레인의 처짐에 대한 탄소나노튜브 필름의 저항 변화를 측정하여 10-20 의 개이지 팩터를 얻었으며, 인가 압력에 대한 저항 변화 실험을 수행하였다. 본 실험을 통하여 탄소나노튜브 필름은 폴리머 멤스의 다양한 응용분야에 투명한 압저항체로 사용될 수 있을 것으로 판단한다.

• 한국진공학회지
• /
• 제14권4호
• /
• pp.258-262
• /
• 2005

본 연구는 실리콘 질화막 박막을 덮개층으로 사용하여 탄소나노튜브를 성장하고, 성장된 나노튜브의 전자방출특성을 조사하였다. 탄소 나노튜브는 triode PE-CVD 장치에 의해 성장되었으며, 탄소나노튜브의 밀도는 실리콘 질화막의 두께에 따라 크게 변하였다. 탄소 나노튜브의 밀도가 $10^{4}$/$cm^{2}$에서 전자방출 특성이 가장 우수하였으며, 이때 전자방출특성은 문턱전계 1.2 V/$\mu$m, 전류밀도는 3.6 V/$\mu$n의 전기장에서 0.17 mA/$cm^{2}$으로 측정 되었다. 또한, 진공 챔버에서 질소($N_{2}$) 분위기 하에서 전자방출 안정성을 조사하였으며, 탄소나노튜브의 밀도가 감소함에 따라 전자방출 안정성이 향상되었고, 탄소나노튜브의 밀도가 $10^{4}$/$cm^{2}$ 인 경우 $1\times10^{-4}$ A/$cm^{2}$ 이상의 전류가 흐르는 특성을 보였으며, 이 경우 $1\times$$10^{-5}$ Torr의 압력하에서 방출 전류의 안정도는 최소인 $2\%$를 유지하였다.

• 과학과기술
• /
• 제31권4호통권347호
• /
• pp.18-19
• /
• 1998

탄소로 구성된 분자인 「나노튜브」를 다발모양으로 합성하면 성질이 바뀌어 반도체가 된다는 사실을 밝혀내 세계적 관심을 모으고 있는 서울대 자연과학대 물리학과 임지순교수를 만나보았다. 탄소 나노튜브를 활용해서 기존 실리콘 반도체보다 1만배까지 높은 초고집적 반도체 소자를 만들 수 있는 길을 연 임교수는 앞으로 나노튜브다발의 반도체저거 성질을 조절하는 방법을 찾아내는 연구를 계속할 것이라고 말했다.

• Korean Chemical Engineering Research
• /
• 제56권1호
• /
• pp.42-48
• /
• 2018

리튬이온전지의 음극재로 높은 이론적인 용량과 낮은 방전 전위 및 무독성을 가진 실리콘이 높은 관심을 받고 있다. 본 연구에서는 리튬이온전지의 고효율 음극재로 활용을 위한 실리콘-탄소나노튜브-탄소(Si-CNT-C) 복합체를 제조하였다. 복합체 제조를 위해서는 에어로졸 자기조립과 후 열처리 공정을 사용하였다. 제조된 Si-CNT-C 복합체는 구형이었으며 평균 입자크기는 $2.72{\mu}m$이었다. 복합체의 크기는 실리콘 및 탄소나노튜브의 농도가 증가할수록 커지는 것을 확인하였다. Si-CNT-C 복합체는 탄소나노튜브와 글루코스에서 탄화된 탄소가 실리콘 입자들을 중심으로 표면에 부착된 형태이었다. 제조된 Si-CNT-C 복합체는 전기화학 분석을 통해 순수한 실리콘보다 우수한 사이클 성능을 보여주고 있음을 확인하였다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
• /
• 대한전기학회 2005년도 제36회 하계학술대회 논문집 C
• /
• pp.1995-1997
• /
• 2005

마이크로웨이브 화학기상 증착방식으로 탄소 나노튜브를 성장시켰다. 탄소나노튜브를 성장시키기 위한 가스로는 수소$(H_2)$와 메탄$(CH_4)$ 가스를 사용했으며, 실리콘 기판에 마그네트론 스퍼터링 방식으로 10nm 두께의 Ni층과 adhesion 충으로 사용되는 20nm 두께의 Ti층을 증착하였다. 본 논문에서는 탄소나노튜브를 성장시킬 때의 압력에 따른 성장 특성을 알아보았다. 작업 진공도에 따른 탄소나노튜브의 성장 특성은 FESEM image와 TEM image 을 이용하여 관찰하였으면 Raman spectrometer 분석을 통하여 성장된 탄소나노튜브의 구조적 특성을 알아보았다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국진공학회 2013년도 제44회 동계 정기학술대회 초록집
• /
• pp.613-613
• /
• 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.

• 한국진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국진공학회 2011년도 제41회 하계 정기 학술대회 초록집
• /
• pp.355-355
• /
• 2011

이론적으로 단일벽 탄소나노튜브(SWNT)는 무산란 전도가 가능하여 실리콘을 대체할 차세대 나노소자의 기본소재로서 많은 각광을 받아왔다. 이러한 SWNT의 전기전자적 특성을 좌우하는 주요인자로는 직경과 비틀림도(chirality)가 있으며, 이를 제어하기 위한 많은 방법들이 제시되어왔다. 특히, SWNT 합성 시 필요한 촉매 나노입자의 크기와 튜브직경과의 연관성이 제기된 후부터, 합성단계에서 촉매 나노입자의 형태(또는 크기)를 제어함으로써 SWNT의 직경을 제어하고자 하는 직접적인 방법들도 주요방법의 한 축으로 이어지고 있다. 한편, SWNT의 합성촉매로는 철, 코발트, 니켈 등의 전이금속이 주로 사용되어 왔으나, 최근에는 금, 은, 루테늄, 팔라듐, 백금 등의 귀금속에서부터 다양한 금속산화물 나노입자에 이르기까지 그 범위가 확장되었다. 본 연구에서는, 촉매 나노입자의 크기제어를 통하여 SWNT의 직경을 제어할 목적으로, 전이금속에 비해 상대적으로 융점이 낮아 비교적 낮은 온도의 열처리를 통해서도 입자의 크기를 제어할 수 있는 금 나노입자를 선정하여 SWNT의 합성거동을 살펴보았다. 합성은 메탄을 원료가스로 하는 CVD방법을 이용하였고, 합성되는 SWNT의 다발화(bundling) 등을 방지하기 위하여 수평배향 성장을 도모하였으며, 이를 위하여 퀄츠 웨이퍼를 사용하였다. 우선, 콜로이드상인 금 나노입자의 스핀코팅 조건을 최적화하여 퀄츠 위에 단분산(monodispersion) 된 금 나노입자를 얻었으며, 열처리 온도 및 시간의 제어를 통하여, 1~5 nm 범위 내에서 특정 직경을 갖는 금 나노입자를 얻는 것이 가능하게 되었다. 합성 후 금 나노입자의 크기와 합성된 SWNT 직경과의 관계를 면밀히 조사한 결과, 튜브보다 나노입자의 크기가 약간 큰 것을 확인할 수 있었으며, 금 나노입자의 크기에 따라 SWNT의 합성효율이 크게 좌우되는 것을 확인하였다.