[전자공학] 나노과학(나노튜브)

목차

1. 탄소나노튜브의 구조
2. 탄소나노튜브의 합성
3. 탄소나노튜브의 응용

본문내용

`탄소는 지구상에서 흑연 및 다이아몬드의 두가지 결정형태로 존재하여 오랜세월동안 인류와 친숙하게 지내온 물질이다. 1985년 축구공 모양을 가진 탄소 분자 C60(탄소원자 60개가 모인 것 : 풀러린)가 처음 발견된 이래 전세계의 많은 연구소에서는 새로운 구조의 탄소를 합성하기 위한 연구가 진행되었다. 일본전기회사(NEC) 부설연구소의 이지마박사는 이러한 연구에 골몰하던 중 1991년에 우연히 가늘고 긴 대롱 모양의 탄소구조가 형성된 것을 전자현미경을 통해 확인하였고 이 사실을 세계적인 과학학술지인 Nature에 보고하였는데, 이것이 탄소나노튜브의 시작이었다.
탄소 나노튜브에서 하나의 탄소원자는 3개의 다른 탄소원자와 결합되어 있고 육각형 벌집 무늬를 이룬다. 만약 평평한 종이 위에 이런한 벌집 무늬를 그린 후 종이를 둥글게 말면 나노튜브 구조가 된다. 즉 나노튜브 하나는 속이 빈 튜브 혹은 실린더와 같은 모양을 갖고 있다. 이것을 나노튜브라고 부르는 이유는 그 튜브의 직경이 보통 1 나노미터(10억분의 1미터) 정도로 극히 작기 때문이다. 종이에 벌집 무늬를 그리고 둥글게 말면 나노튜브가 되는데 이때 종이를 어느 각도로 말 것인가에 따라서 탄소나노튜브는 금속과 같은 전기적 도체(Armchair 구조)가 되기도 하고 반도체(Zigzag 구조)가 되기도 한다. 또한 말린 형태에 따라서 단중벽 나노튜브(Single-wall Nanotube), 다중벽 나노튜브(Multi-wall Nanotube), 다발형 나노튜브(Rope Nanotube)로 구분하기도 한다.
한편 탄소나노튜브 한개가 반도체가 될 수 있다는 사실은 이미 알려져 있었지만 이것이 반도체소자로 쓰이기 위해서는 현재 가장 널리 쓰이는 실리콘에서와 같이 반드시 불순물 도핑(doping)이란 과정을 거쳐야 한다. 순수한 반도체는 전기를 거의 통하지 못하는데 보론(boron), 인(phosphorus)같은 소량의 불순물을 일부러 첨가하여 p-형, 혹은 n-형의 반도체를 만들어야 하며 이런 과정을 도핑이라고 한다.

참고 자료

없음