HF-CVD법에 의한 CNT의 증착 및 특성

소개

21세기에 접어들면서 과거 메모리, CPU 등 정보화 사회를 대표했던 마이크로 전자기술의 기술적, 경제적 한계에 대한 대안으로써 전 세계적으로 나노기술(nanotechnology)에 대한 관심이 새로운 화두로 떠올랐다.
나노기술이란, 물질을 나노 수준의 크기에서 조작분석하고 이를 제어하는 과학기술을 뜻한다. 이는 나노미터범위(10-9～10-7m)의 크기인 원자분자 수준에서 물질의 현상을 규명하고 새로운 특성을 갖는 소재 및 소자를 창출할 수 있게 된다는 의미가 있다. 이러한 초소형화 개념을 처음 내놓은 미국의 리처드 P.파인만 박사는 “원자를 하나하나 마음대로 배열할 수 있다면 10개 원자 굵기나 크기의 철사, 회로를 만들 수 있기 때문에 종래와는 전혀 다른 새로운 제조방법이 생겨날 것”이라고 발표한 적이 있다. 이후 주사형 검침 현미경을 통해 80년대에 들어서면서 본격적인 나노기술에 대한 연구가 시작되었다.

목차

1. 서론1

2. 이론적 배경3
2-1. 탄소나노튜브의 발견3
2-1-1. 탄소나노튜브의 정의3
2-1-2. CNT의 구조4
2-2. 탄소나노튜브의 특성 과 응용6
2-2-1. CNT의 전기적 성질7
2-2-2. CNT의 열적 성질 7
2-2-3. CNT의 기계적 성질 8
2-2-4. CNT의 응용 9
2-3. 탄소나노튜브의 성장12
2-3-1. Tip & Base growth12
2-4. 탄소나노튜브의 합성방법14
2-4-1. 플라즈마 화학기상증착법(PE-CVD)14
2-4-2. Hot Filament 화학기상증착법(HF-CVD)15
2-4-3. 수소원자의 역할16
2-5. 스퍼터링(Sputtering)17

3. 실험 방법 및 분석18
3-1. Magnetron Sputtering실험 장치18
3-2. HF-CVD 실험장치20
3-2-1. 실험방법20
3-2-2. Substrate bias system25
3-2-3. 텅스텐 Filament의 탄화25
3-3. 분석 장치29
3-3-1. Filament 및 기판의 온도 측정29
3-3-2. SEM 분석29

4. 결과 및 고찰31
4-1. Si wafer의 전처리31
4-2. 나노 미립자 철촉매 형성31
4-3. HF-CVD법에 의한 CNT 박막 형성33
4-3-1. Filament 온도의 영향33
4-3-2. 기체 조성비의 영향35
4-3-3. DC Bias의 영향37

5. 결론38
참고문헌39

본문내용

2-1-1. 탄소나노튜브의 정의
탄소나노튜브(Carbon Nanotube; CNT)란 지구상에 다량으로 존재하는 탄소로 이루어진 탄소동소체로서 하나의 탄소원자가 3개의 다른 탄소원자와 육각형 벌집무늬로 결합되어 튜브형태를 이루고 있는 물질이며, 튜브의 직경이 나노미터(nm=10억분의 1미터) 수준으로 극히 작은 영역의 물질이다.
이러한 탄소나노튜브는 튜브형태로 말려진 각도 또는 튜브의 직경에 따라서 금속과 같은 전기적 도체 특성 또는 반도체 특성을 선택적으로 가질 수 있다. 또한 이러한 탄소나노튜브는 기계적, 전기적, 화학적 특성이 우수하여4-8) 전계방출소자(Field Emission Display), 수소저장용기, 2차전지의 전극 등으로 다양하게 응용될 수 있으며, 테라급 반도체 소자에 응용될 수 있는 물질로 현존하는 물질 중 결함이 거의 없는 신소재로 알려져 있다.
고도의 합성기술에 의해 제조되며, 합성방법으로는 전기방전, 열분해, 레이저증착, 플라즈마 화학기상증착, 열화학기상증착, 전기분해, Flame합성방법 등이 있으며, 현재 항공우주, 생명공학, 환경에너지, 재료산업, 의약의료, 전자컴퓨터, 보안안전, 과학교육 등 거의 모든 분야로 응용의 범위가 넓혀지고 있다.

참고자료

· 없음