Langmuir-Blodgett법을 이용한 단일벽 탄소나노튜브 박막의 패턴화 및 소자 특성 평가
Patterning and device characterization of single-walled carbon nanotube thin film prepared by Langmuir-Blodgett method
- 주제(키워드) Carbon nanotube , Langmuir-Blodgett , m-contact printing
- 발행기관 아주대학교
- 발행년도 2010
- 학위수여년월 2010. 2
- 학위명 석사
- 학과 및 전공 일반대학원 분자과학기술학과
- 실제URI http://www.dcollection.net/handler/ajou/000000010314
- 본문언어 한국어
- 저작권 아주대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
초록/요약
단일벽 탄소나노튜브(SWNT)를 용액상에서 원하는 형태로 제조하고 사용하기 위해서는 SWNT를 정제하는 과정이 필요하다. 이 중, 수용액에 분산 가능한 SWNT의 제조에는 강산을 이용한 화학적 산화법이 사용되어 왔다. 그러나 이 과정에서 일부의 SWNT가 손상되어 비정질 탄소로 변형된다. 계면활성제와 원심분리를 이용한 새로운 SWNT의 정제법은 SWNT와 비정질 탄소의 용해도 및 밀도 차이에 의해 높은 순도의 SWNT를 분리하는 것이 가능하다. 유기용매 속에 분산된 SWNT를 Langmuir-Blodgett(LB)기법을 이용하여 특정 방향으로 정렬된 SWNT 단층막을 형성하였다. LB기법은 물과 공기의 계면에 박막으로 형성하고자 하는 물질을 위치시키고 이를 외압으로 모아 정렬된 단층막 및 다층막을 형성하는 방법이다. 이를 실리콘 웨이퍼, 투명한 고분자 필름 등 다양한 고체 기판에 전이시켜 전기전도성을 가지는 박막을 제조하였다. 투명하고 전기전도성을 가지는 SWNT LB 필름을 전자 소자로 이용하기 위해서는 원하는 형태, 크기로 패턴화 하는 공정이 필요하다. 위 필름을 패턴 하는 방법으로 대면적을 경제적으로 패턴 할 수 있는 soft-lithography법을 사용하였다. 수 마이크로미터 선폭의 패턴을 결함 없이 이형 할 수 있는 스탬프를 제작하고 이를 이용하여 SWNT LB 필름을 효율적으로 패턴 할 수 있는 패턴 공정의 방법, 시간 및 온도를 설정하였다. 이 결과, 선형 패턴 뿐 아니라 원형, 사각형, 호형 등 다양한 형태의 패턴을 제작할 수 있었다. 패턴 형태에 따른 SWNT LB 필름의 전도특성 차이를 연구한 결과 채널의 폭이 좁아질수록 반도체성 전도특성이 향상하는 현상을 관찰하였다. 이러한 현상은 기존의 전도 채널로 사용하는 물질에서는 나타나지 않는 현상이다. 이 현상의 원인은 SWNT가 두 가지의 전도특성인 금속성, 반도체성을 가지고 있고 채널에 이들이 섞여 존재하기 때문이며, 전도 채널이 단일 분자 혹은 단일 결정으로 이루어진 것이 아니라 튜브들의 모임으로 구성되어 있기 때문에 나타나는 현상이다. 각 분자의 접합점은 금속성, 반도체성 SWNT를 통한 이동 경로의 분기점으로 작용한다. 채널 폭의 감소는 운송자의 수직 이동성을 제한하여 접합점을 지나는 기회를 줄여주기 때문에 반도체성 이동경로가 3:1로 금속성 이동경로의 양에 비해 다량 존재하는 채널의 조건에서 금속성 이동경로를 지나는 기회 역시 감소하기 때문에 소자의 반도체성이 증가하는 결과를 나타낸다.
more목차
Acknowledgements
국문초록
Abstract
Table of Contents
List of Figures
Chapter1
Introduction
Experimental Section
Results and Discussion
Conclusions
References
Chapter2
Introduction
Experimental Section
Results and Discussion
Conclusions
References
