• Journal of the Korean Vacuum Society
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• v.16 no.2
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• pp.128-133
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• 2007

In this study, we observed the shapes of CNTs formed with the thinckness of catalyst. Catalyst layer was grown by magnetron sputtering method and the thickness of Ni catalyst is the range from 20 to 80 nm. Also, the synthesis of CNT with Ni catalyst thickness was grown by hot-filament PECVD method. And, we investigated the composition of CNTs by using EDS measurement, also observed the shapes of CNTs by using HRTEM and FESEM measurements. In the result, through the TEM analysis, we observed the empty inside of CNTs and the multiwall CNTs, also confirmed the tip of CNT containing Ni. The composition of CNTs are consisted of an element of C, Ti, and Ni. As you shown the growth shapes of CNTs, the pretreatment of the catalyst before te growth of CNTs changed the particle size of the catalysts and grown the CNTs of the different shapes. Consequently, the best vertically alined and well-arranged CNTs exhibited from the substrate deposited at the catalyst thickness of 40 nm.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2004.07a
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• pp.328-331
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• 2004

Hot filament 플라즈마 화학기상 증착법(HFPECVD)를 사용하여 질산화철의 농도에 따른 탄소나노튜브의 성장 특성을 관찰하기 위해 실험을 진행하였다. 암모니아($NH_3$)를 희석가스로 사용하였고, 아세틸렌($C_2H_2$)를 탄소 원료가스로 각각 사용하였다. 암모니아 가스 플라즈마를 사용하여 전처리 된 질산화철 촉매층의 SEM(Scanning Electron Microscopy) 이미지를 관찰하여 본 결과, 나노 사이즈의 촉매 그레인(grain)을 발견할 수 있었다. 그리고 탄소 나노튜브의 직경과 성장 밀도 또한 전처리 된 촉매 층에 따라 다른 양상을 보였다. TEM(Transmission Electron Microscopy)를 사용하여 탄소나노튜브를 관찰한 결과 bamboo 구조를 한 다중벽 탄소 나노튜브(MWCNT)를 관찰할 수 있었다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2010.08a
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• pp.293-293
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• 2010

Carbon nanotubes (CNTs) have attracted considerable attention as possible routes to device miniaturization due to their excellent mechanical, thermal, and electronic properties. These properties show great potential for devices such as field emission displays, CNT based transistors, and bio-sensors. The metals such as nickel, cobalt, gold, iron, platinum, and palladium are used as the catalysts for the CNT growth. In this study, diamond-like carbon (DLC) was used for CNT growth as a nonmetallic catalyst layer. DLC films were deposited by a radio frequency (RF) plasma-enhanced chemical vapor deposition (RF-PECVD) method with a mixture of methane and hydrogen gases. CNTs were synthesized by a hot filament plasma-enhanced chemical vapor deposition (HF-PECVD) method with ammonia (NH3) as a pretreatment gas and acetylene (C2H2) as a carbon source gas. The grown CNTs and the pretreated DLC filmswere observed using field emission scanning electron microscopy (FE-SEM) measurement, and the structure of the grown CNTs was analyzed by high resolution transmission scanning electron microscopy (HR-TEM). Also, using energy dispersive spectroscopy (EDS) measurement, we confirmed that only the carbon component remained on the substrate.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2007.11a
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• pp.151-152
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• 2007

탄소나노튜브(CNTs)는 우수한 물리적, 화학적, 기계적 특성으로 다양한 분야에서 연구가 진행 되고있다. 특히, field emission displays (FEDs)로의 응용을 위해서는 기본적으로 sodalime glass 위에 직접 CNTs를 성장시켜야 하며, 소자 응용을 위해 기판인 sodalime glass를 왜곡시키는 온도보다 낮은 온도에서 CNT의 수직 성장이 이루어져야 한다. 본 연구에서는 Hot-filament plasma enhanced chemical vapor deposition (HF-PECVD)를 이용하여 합성온도를 400, 450, 500, $550^{\circ}C$로 변화시켰으며 촉매 층인 Ni의 두께를 5~40 nm까지 조절하여 탄소나노튜브를 합성하였다. 저온에서 합성된 탄소나노튜브는 FE-SEM을 이용하여 성장 형태 및 표면 특성을 확인하였으며, 미세구조는 HR-TEM을 이용하여 확인하였다.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2006.11a
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• pp.120-120
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• 2006

탄소나노튜브는 nm급의 크기에 높은 전기전도도, 열전도 효율, 감한 기계적 강도 등의 장점을 가지며, FED(Field Emission Display), 극미세 전자 스위칭 소자, SET(Single Electron Transistor), AFM(Atomic Force Microscope) tip등 여러 분야로의 응용을 연구하고 있다. 본 연구에서는 탄소나노튜브를 Si 웨이퍼 위에 Ni/Ti 금속층을 촉매층으로 사용하고, 암모니아($NH_3$)가스와 아세틸렌 ($C_2H_2$)가스를 각각 희석가스와 성장원으로 사용하여 합성하였다. 탄소나노튜브의 성장은 Hot filament 화학기상증측(HFPECVD) 방식을 사용하였으며, 이 방법은 다량의 합성, 높은 균일성, 좋은 정렬 특성등의 장점을 가진다. 성장 온도는 탄소나노튜브의 성장 특성을 변화시키는 중요한 요소이다. 성장 온도에 따라 수직적 성장, 성장 밀도등의 특성 변화를 관찰하였다. 성장된 탄소나노튜브층 성분 분석은 에너지 분산형 X-선 측정기(EDS)를 통해 관찰하였고, 끝단에 촉매층이 존재하는 30~50 nm 폭을 가진 다중벽 탄소나노튜브를 고배율 투과전자현미경(HRTEM) 분석을 통해 관찰하였다. 전계방사 주사전자현미경(FESEM) 분석을 동해 1~3${\mu}m$의 길이를 가진 탄소나노튜브가 높은 밀도로 성장된 것을 확인하였다.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2003.07b
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• pp.779-782
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• 2003

Hot filament 플라즈마 화학기상 증착법 (HFPECVD)를 사용하여 전처리 조건에 따른 탄소나노튜브의 성장 특성을 관찰하였다. 암모니아 ($NH_3$)를 희석가스로 사용하였고, 아세틸렌 ($C_2H_2$)를 탄소 원료가스로 각각 사용하였다. 암모니아 가스 플라즈마를 사용하여 전처리 된 니켈 촉매 층의 SEM (Scanning Electron Microscopy) 이미지를 관찰하여 본 결과, 나노 사이즈의 촉매 그레인(grain)을 발견할 수 있었다. 그리고 탄소 나노튜브의 직경과 성장 밀도 또한 전처리 된 촉매 층에 따라 다른 양상을 보였다. TEM (Transmission Electron Microscopy)를 사용하여 탄소나노튜브를 관찰한 결과 공동구조(hollow)를 한 다중벽 탄소 나노튜브(MWCNT)를 관찰할 수 있었다. 성장된 나노튜브는 끝에 금속팁을 가지고 있으며, 나노튜브의 팁은 촉매로 사용한 것과 같은 물질로 구성되어 있었다. Raman spectroscopy를 사용하여 측정된 B-밴드와 G-밴드의 피크들은 각각 $1360cm^{-1}$와 $1598cm^{-1}$ 부근에서 나타났으며, 전처리 조건을 달리하여 성장시킨 탄소나노튜브 필름에서 이들 두 피크의 위치는 이동하지 않았고, 두 피크의 강도 비율 ($I_G/I_D$)은 전처리 조건에 따라 변하였다.