• 제목/요약/키워드: Nanotube tip

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MPECVD를 이용한 탄소나노튜브의 $H_2$$O_2$ 플라즈마 처리에 따른 특성 변화 (Influence of Hydrogen and Oxygen Plasma Treatment on the Structural Properties of Carbon Nanotubes)

  • 이동진;이재형;박대희;나창운
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2007년도 하계학술대회 논문집 Vol.8
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    • pp.164-165
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    • 2007
  • The effect of hydrogen and oxygen plasma treatments on the structural properties of carbon nanotubes (CNTs) has been systematically investigated. The plasma treatment resulted in the removal of the amorphous carbon particles. As the plasma treatment time was longer, the CNT diameter was reduced, regardless of gas types. Especially, for the sample treated in hydrogen plasma, the catalyst metal on the tip of CNTs was eliminated.

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나노스케일에서의 비선형 동역학 (Nonlinear Dynamics at the Nanoscale)

  • 이수일;홍상혁;박준형;이장무
    • 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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    • 한국소음진동공학회 2004년도 추계학술대회논문집
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    • pp.125-128
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    • 2004
  • AFM(Atomic Force Microscope) becomes a versatile tool in the nanoscale measurements and processes. Especially the tapping mode is a very useful mode in AFM operation to measure and process at the nanoscale. Although the tapping mode has a great potential for the novel techniques such as phase imaging, however, it is not clearly known the fundamental mechanics affected by complex tip-sample interactions. This paper shows the various nonlinear dynamic features in tapping mode AFM microcantilevers including hysteretic jumps and period doublings of the microcantilevers. Also it is discussed the complex dynamics of CNT(Carbon Nanotube) probes and the opportunities on the nanoscale nonlinear dynamics.

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열 화학 기상법을 이용한 MWNT의 두께 및 형상 조절에 관한 연구

  • 노지영;박신영;안성훈;이태무;이선영
    • 한국재료학회:학술대회논문집
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    • 한국재료학회 2010년도 춘계학술발표대회
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    • pp.25.2-25.2
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    • 2010
  • CNT(Carbon Nanotube)는 특이한 구조 및 뛰어난 물성을 갖고 있어, 여러가지 분야에 응용 가능한 신소재로서 연구되어 왔다. 또한 모양 및 구조에 따라 기계, 전기, 화학적인 특성이 달라 다양한 분야에서 활용이 가능하다. 외국에서는 FED tip, TR, 디스플레이 소자, 수소저장체, 고강도 복합체 및 대 표면적 전극 등 CNT의 다양한 특성을 이용한 응용이 연구되고 있는 반면, 국내에서는 이론연구와 합성연구에 편중되어 있다. 본 연구에서는 열 화학 기상법 (Thermal CVD)을 이용하여 MWNT(Multi-wall nano tube)를 성장시켜 촉매두께, 온도, gas변수에 따른 CNT의 양상을 분석하였다. Ni catalyst는 DC magnetron sputter를 이용하여 5~50nm 두께로 증착하였으며, 성장온도는 $800^{\circ}C$에서 $950^{\circ}C$까지 변화시켰다. 기판의 pre-treatment 로 ammonia($NH_3$) gas를 주입한 후, carbon precursor인 methane($CH_4$) gas와 $H_2$ dilute gas를 1:4의 비율로 주입하여 CNT를 성장시켰다. FE-SEM과 TEM, 그리고 XRD를 이용해 성장된 CNT의 형상 및 구조를 분석한 결과, 낮은 온도에서는 100nm이상의 두께를 갖는 수직형상의 MWNT가 성장되었으며, $900^{\circ}C$이상의 높은 온도에서는 20nm이하의 amorphous carbon nano rod가 성장되었다. 각각의 MWNT, carbon nano rod는 온도가 높을수록 직경이 증가하는 추세를 나타냈으며, Ni catalyst가 얇아질수록 수직형상을 갖는 결과가 나타났다. 또한 ammonia gas의 pre-treatment여부에 따라 CNT의 수직 형상이 좌우되는 결과를 확인하였다. 향후 성장된 MWNT의 최적 조건을 도출하여 디스플레이 소자인 FED(Field Emission Display)분야 등에 응용 가능할 것으로 전망된다.

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Fabrication of field emitters using a filtration-taping-transfer method

  • Song, Ye-Nan;Shin, Dong-Hoon;Sun, Yuning;Shin, Ji-Hong;Lee, Cheol-Jin
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2011년도 제40회 동계학술대회 초록집
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    • pp.466-466
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    • 2011
  • There have been several methods to fabricate carbon nanotube (CNT) emitters, which include as-grown, spraying, screen-printing, electrophoresis and bonding methods. Unfortunately, these techniques generally suffer from two main problems. One is a weak mechanical adhesion between CNTs and the cathode. The as-grown, spraying and electrophoresis methods show a weak mechanical adhesion between CNTs and the cathodes, which induces CNT emitters pulled out under a high electric field. The other is a severe degradation of the CNT tip due to organic binders used in the fabrication process. The screen-printing method which is widely used to fabricate CNT emitters generally shows a critical degradation of CNT emitters caused by the organic binder. Such kinds of problems induce a short lifetime of the CNT field emitters which may limit their practical applications. Therefore, a robust CNT emitter which has the strong mechanical adhesion and no degradation is still a great challenge. Here, we introduce a simple and effective technique for fabrication of CNT field emitter, namely filtration-taping-transfer method. The CNT emitters fabricated by the filtration-taping-transfer method show the low turn-on electric fields, the high emission current, good uniformity and good stability. The enhanced emission performance of the CNT emitters is mainly attributed to high emission sites on the emitter area, and to good ohmic contact and strong mechanical adhesion between the emitters and cathodes. The CNT emitters using a simple and effective fabrication method can be applied for various field emission applications such as field emission displays, lamps, e-beam sources, and x-ray sources. The detail fabrication process will be covered at the poster.

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CNTs 합성을 통해 향상된 비표면적을 갖는 Ti 다공체의 제조 (Fabrication of Ti Porous body with Improved Specific Surface Area by Synthesis of CNTs)

  • 최혜림;변종민;석명진;오승탁;김영도
    • 한국분말재료학회지
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    • 제23권3호
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    • pp.235-239
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    • 2016
  • This study is performed to fabricate a Ti porous body by freeze drying process using titanium hydride ($TiH_2$) powder and camphene. Then, the Ti porous body is employed to synthesize carbon nanotubes (CNTs) using thermal catalytic chemical vapor deposition (CCVD) with Fe catalyst and methane ($CH_4$) gas to increase the specific surface area. The synthesized Ti porous body has $100{\mu}M$-sized macropores and $10-30{\mu}m$-sized micropores. The synthesized CNTs have random directions and are entangled with adjacent CNTs. The CNTs have a bamboo-like structure, and their average diameter is about 50 nm. The Fe nano-particles observed at the tip of the CNTs indicate that the tip growth model is applicable. The specific surface area of the CNT-coated Ti porous body is about 20 times larger than that of the raw Ti porous body. These CNT-coated Ti porous bodies are expected to be used as filters or catalyst supports.

멜라민과의 기계적 혼합을 통한 탄소나노튜브의 선택적 질소 도핑 (Selective Nitrogen Doping of Carbon Nanotubes Through Different Mechanical Mixing Methods with Melamine)

  • 김선연;김태우;전승렬
    • Composites Research
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    • 제36권6호
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    • pp.408-415
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    • 2023
  • 질소 도핑에 의한 Pyridinic-N, Pyrrolic-N, Graphitic-N과 같은 결합 구성의 형성은 탄소나노소재의 물리적 특성을 조절하거나 새로운 물성을 부여하는 중요한 역할을 한다. 본 연구에서는 멜라민을 도펀트 소스로 혼합하여 탄소 나노튜브(CNT)의 질소 결합 구성을 조절하는 간단하고 비용 효율적인 접근 방식을 제안한다. Stirring, Bath sonication 및 Tip sonication과 같은 세 가지 기계적 방법을 통해 멜라민을 탄소나노튜브와 혼합한 후 열처리를 통해 질소 도핑을 진행하였다. CNT 대비 멜라민 비율이 높을수록 Pyrrolic-N의 비율이 높게 나타났으며 Stirring을 통해 혼합한 경우 가장 높은 Pyridinic-N의 비율을 나타내었다. 본 연구에서 제안한 방법은 기계적인 혼합 방법을 이용해 탄소나노튜브에 다양한 종류의 질소 도펀트를 선택적으로 형성할 수 있는 손쉬운 방법으로, 향후 질소가 도핑된 탄소나노물질의 응용을 용이하게 할 것으로 기대된다.

CVD 에 의한 탄소나노튜브의 구조 및 성장에 대한 촉매금속의 영향 (Catalyst effect on the structure and growth of carbon nanotube by chemical vapor deposition)

  • 손권희;이태재;류승철;최성헌;이철진;유재은;김성진
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2000년도 하계학술대회 논문집 C
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    • pp.1628-1630
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    • 2000
  • Vertically aligned multiwalled carbon nanotubes are grown on silicon oxide substrate at 950$^{\circ}C$ by thermal chemical vapor deposition using $C_{2}H_2$. Three catalytic metals such as iron(Fe), cobalt (Co), and nickel(Ni) are used as catalyst, we found that the growth rate of carbon nanotubes for three catalyst particles are in an order of Fe > Ni > Co. All carbon nanotubes are revealed to have bamboo structure with no encapsulated catalytic particles, the diameter of carbon nanotubes depend on the catalyst, the tip and the compartment sheets of bamboo structure also depend on the shape of catalytic particles.

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계면층 형성 및 열처리가 탄소 나노튜브 미세팁의 전계방출 특성에 미치는 영향 (Effects of Interlayer Formation and Thermal Treatment on Field-emission Properties of Carbon Nanotube Micro-tips)

  • 김부종;박진석
    • 반도체디스플레이기술학회지
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    • 제12권2호
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    • pp.1-6
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    • 2013
  • The effects of interlayer formation and thermal treatment on the field-emission properties of carbon nanotubes (CNTs) were investigated. The CNTs were prepared on tungsten (W) micro-tip substrates using the electrophoretic deposition (EPD) method. The interlayers, such as aluminum (Al) and hafnium (Hf) were coated on the W-tips prior to CNT deposition and after the deposition of CNTs all the species were thermally treated at $700^{\circ}C$ for 30 min. The field-emission properties of CNTs were significantly improved by thermal treatment. The threshold electric field for igniting the electron emission was decreased and the emission current was increased. The Raman spectroscopy results indicated that this was attributed mainly to the enhancement of CNTs by thermal treatment. Also, the CNTs deposited on the interlayers showed the remarkably improved results in the long-term emission stability, especially when they were thermally treated. The X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) measurement confirmed that this was resulted from the formation of the additional cohesive forces between the CNTs and the underlying interlayers.

플라즈마 화학 기상 증착법에서 DC bias가 인가된 탄소나노튜브의 수직성장과 전계방출 특성 (The Vertical Growth of CNTs by DC Bias-Assisted PECVD and Their Field Emission Properties.)

  • 정성회;김광식;장건익;류호진
    • 한국전기전자재료학회논문지
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    • 제15권4호
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    • pp.367-372
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    • 2002
  • The vertically well-aligned carbon nanotubes(CNTs) were successfully grown on Ni coated silicon wafer substrate by DC bias-assisted PECVD(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition). As a catalyst, Ni thin film of thickness ranging from 15~30nm was prepared by electron beam evaporator method. In order to find the optimum growth condition, the type of gas mixture such as $C_2H_2-NH_3$ was systematically investigated by adjusting the gas mixing ratio at $570^{\circ}C$ under 0.4Torr. The diameter of the grown CNTs was 40~200nm and the diameter of the CNTs increased with increasing the Ni particles size. TEM images clearly showed carbon nanotubes to be multiwalled. The measured turn-on field was $3.9V/\mu\textrm{m}$ and an emission current of $1.4{\times}10^4A/\textrm{cm}^2$ was $7V/\mu\textrm{m}$. The CNTs grown by bias-assisted PECVD was able to demonstrate high quality in terms of vertical alignment, crystallization of graphite and the processing technique at low temperature of $570^{\circ}C$ and this can be applied for the emitter tip of FEDs.

Ni 촉매층의 두께가 탄소나노튜브의 성장 형태에 미치는 영향 (Effect of Ni Catalyst Thickness on Carbon Nanotube Growth Synthesized by Hot-filament PECVD)

  • 김정태;박용섭;김형진;최은창;홍병유
    • 한국진공학회지
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    • 제16권2호
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    • pp.128-133
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    • 2007
  • 본 연구에서는 탄소나노튜브의 성장특성을 결정짓는 여러 요소 중 한가지인 촉매층 두께의 변화에 따라서 형성되어지는 탄소 나노튜브의 형태 변화를 관찰하였다. Ni 촉매층은 마그네트론 스퍼터링법을 이용하여 증착하였으며, Ni 촉매층의 두께는 $20{\sim}80\;nm$의 범위에서 설정하였다. 두께에 따른 Ni 촉매층 기판을 hot-filament 플라즈마 화학기상 증착(HF-PECVD) 장치를 이용하여 탄소나노튜브를 합성하였으며, 성장되어진 탄소나노튜브의 성분분석은 에너지 분산형 X-선 측정기(EDS)를 통해 분석하였고, 고배율 투과전자현미경(HRTEM) 분석과 전계방사 주사전자현미경(FESEM) 분석을 통해 성장된 탄소나노튜브 성장 형태를 관찰하였다. 그 결과로써, 고배율 투과전자현미경(TEM) 분석을 통해서는 탄소나노튜브는 내부가 비어있으며, 다중벽으로 구성되어 있는 것을 관찰하였고, 탄소나노튜브 상부에 니켈 금속이 포함된 것을 확인하였다. 이것은 분산형 X-선 측정을 통해 탄소나노튜브의 구성성분이 접착층인 Ti, 촉매층인 Ni 그리고 탄소(C)로 이루어졌음을 다시한번 확인하였으며. 성장형태에서도 알 수 있듯이 탄소나노튜브 성장 전에 행해여지는 전처리는 촉매층의 입자를 변화시키고 변화된 촉매층의 표면은 다른 형태의 탄소나노튜브를 성장시킴을 알 수 있었다. 결과적으로, 40 mn의 촉매층을 지니는 기판에서 가장 좋은 형태를 나타내는 탄소 탄소나노튜브가 성장되었음을 알 수 있다.