저차원 물질 그래핀, h-BN의 기계적 박리 및 두께 별 라만 스펙트럼 분석 (결과)

소개

신소재공정실험 A+ 보고서입니다.

목차

1. 실험 목적
2. 실험 원리
3. 필요한 재료 및 기구
4. 실험 방법
5. 실험 결과 및 토의
6. 결론
7. 참고 문헌 및 출처

본문내용

탄소는 4개의 원자가 전자를 가지고, 결합방식에 따라 다른 성질을 가지는 탄소 동소체로는 다이 아몬드, 그래핀, 흑연 등이 있다. 탄소 원자가 벌집구조(honeycomb structure)인 육각형 격자 형태로 배열되어 있는 물질이며, 한 층으로만 이루어져 있기에 2차원 물질이며, band gap이 존재하지 않는 다. 그래핀은 한 층 내부의 탄소 원자 사이의 covalent bonding으로 벌집구조를 형성하며, Van der Waals bonding으로 층간 결합을 한다. 이때 탄소 원자간 간격은 0.14nm, 층상 간격은 0.34nm로 알 려져 있다. 흑연에서 그래핀을 박리하기 위해서는 기계적인 힘이나 층 간에 화학적 이온의 삽입 이 필연적이다. 흑연을 이용한 top-down 방식의 그래핀 제조 방법은 기계적 박리, 화학적 박리, 비 산화 박리로 나뉜다. h- BN은 그래핀과 비슷하게 한 층 내부의 Boron 원자와 Nitrogen 원자가 covalent bonding으로 벌집 구조를 형성하며, Van der Waals bonding으로 층을 이루는 층상 구조이다. h-BN은 절연체로 band-gap 이 5.0~5.6eV로 매우 크다.

참고자료

· William D. Callister, (2016) Fundamentals of Materials Science and Engineering, 5th edition, Wiley, pp.593~595, 599~600.
· Douglas A. Skoog, F. James Holler, Stanley R. Crouch (2016) Principles of Instrumental Analysis, 7th edition, Cengage Learning, pp.558, 561~565.
· 정승열, 한중탁, 정희진, 이건웅. (2011). 테마기획 : CNT : 화학적 박리 그래핀 박막 투명전도성 필름 및 응용. Electrical & Electronic Materials, 24(5), pp.27-29.
· D. A. Poteryaev, N. A. Nebogatikova and I. V. Antonova, "Composite Nanoparticles Based on h-BN and Graphene for 2D Printing," 2021 IEEE 22nd International Conference of Young Professionals in Electron Devices and Materials (EDM), 2021, pp. 46-49.
· 정영규.(2008).공초점 라만 마이크로분광법과 고분자소재 분석.고분자 과학과 기술,19(5),pp.444-449.
· 김안나, 이몽룡, 한승호, 강성준, 송기국.(2015). 라만 분광법을 이용한 그래핀 도핑 연구. 폴리머, 39(6). pp.956-960.