• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2014.02a
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• pp.385.2-385.2
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• 2014

그래핀은 전기적, 광학적, 역학적, 열적 특성 등이 아주 좋은 소재이다. Thermal Chemical Vapor Deposition (T-CVD) 장비를 이용 저 진공, 고온에서 CH4과 H2를 가스를 사용하여 그래핀을 합성을 하였다. 그래핀은 탄소만으로 이루어진 2차원 층상구조를 가지고 있다. 촉매 금속 위에서 합성이 이루어지기에 합성된 그래핀을 바로 다른 응용하기에는 어려움이 따른다. 따라서 촉매 금속에서 그래핀을 분리하여 원하는 곳으로 옮기는 과정이 필요한데, 이를 전사공정이라 한다. 최근 전기분해를 이용하여 발생되는 수소 버블을 사용하여 그래핀을 촉매로 사용되는 금속으로부터 분리해내는 Electrochemical Delamination(ED) 전사방식이 소개가 되었다. 이러한 전사 방식의 장점은 촉매기판을 제거하지 않음으로써, 다시 재활용이 가능하고, 공정에 필요한 시간이 짧다. 또한 표면에서 직접적으로 분리하는 방식이기에 촉매 금속의 양면을 사용이 가능하다. 이러한 ED방식의 장점이 있기에 공정의 최적 조건을 잡기 위하여 변수들을 바꾸어가면서 실험을 하였다. 전사된 그래핀은 표면을 광학현미경으로 확인하였고, 라만 분광기를 사용하여 라만 스펙트럼과 기본적인 전기특성을 확인하여 특성을 평가하면서, 기존의 전사방식을 사용한 그래핀 샘플과 비교분석 하였다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2014.02a
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• pp.176.2-176.2
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• 2014

In this work, we demonstrated that the fabrication of flexible graphene-based chemical sensor with heaters by soft lithographic patterning method [1]. First, monolayer and multilayer graphene were prepared by thermal chemical vapor deposition transferred onto SiO2 / Si substrate in order to fabrication of patterned-sensor and -heater. Second, patterned-monolayer and multilayer graphene were detached through soft lithography process, which was transferred on top and bottom sides of PET film. Third, Au / Ti (Thickness : 100/30 nm) electrodes were deposited end of the patterned-graphene line by sputtering system. Finally, we measured sensor properties through injection of NO2 and CO2 gas on different temperature with voltage change of graphene heater.

• 한국정보디스플레이학회:학술대회논문집
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• 2002.08a
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• pp.1028-1031
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• 2002

Ga-based semiconductor nanowires (GaN, GaP) were synthesized by the reaction of Ga metal and GaN/GaP powder with a $NH_3/Ar$ gas using thermal chemical vapor deposition. The field emission and emission stability under oxygen and argon environments were investigated. Field emission energy distributions of electrons from these nanowires revealed that field emission mechanism of the semiconductor nanowires were different from carbon nanotubes.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2005.11a
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• pp.258-259
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• 2005

[ $CuInSe_2$ ] thin films were fabricated at various fabrication conditions (substrate temperature, sputtering pressure, BC/RF power, vapor deposition, heat treatment). And structural and electrical properties were measured in order to certify optimum conditions for growth of the ternary compound semiconductor $CuInSe_2$ thin films with stoichiometric composition. $CuInSe_2$ thin film was well made at the heat treatment of 500[$^{\circ}C$] of SLG/Cu/In/Se stacked elemental layer which was prepared by sputter and thermal evaporator, and chemical composition of the thin film was analyzed nearly as the proportion of 1 : 1 : 2. At the same time, carrier concentration, hall mobility and resistivity of the thin films was $1.27\sim9.88\times10^{17}[cm^{-3}]$, $49.95\sim185[cm^2/V{\cdot}s]$ and $10^{-1}\sim10^{-2}[\Omega{\cdot}cm]$, respectively

• Journal of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers
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• v.17 no.5
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• pp.541-544
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• 2004

Multi- wall carbon nanotubes(MWNTs) were synthesized by thermal chemical vapor deposition. The paste for screen printing was composed of MWNTs, organic vehicle and glass frit. Carton nanotube paste was screen-printed on ITO(indium tin oxide) deposited soda lim을 glass, and then heat treatment was performed. Before the surface treatment, turn on field of derive was 2.6 V/$\mu\textrm{m}$. After the surface treatment, the value was changed into 1.8 V/$\mu\textrm{m}$. The anode current of the derive with 2.83 V/$\mu\textrm{m}$(turn on field) was changed 4 $\mu\textrm{A}$ into 390 $\mu\textrm{A}$ at 1,700 V. Adsorption effect of MWNTs onto phosphor of anode plate was observed by the field emission measurement and resulted in bad effects on properties of devices lifetime and emission lighting.

• Journal of Sensor Science and Technology
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• v.18 no.2
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• pp.147-153
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• 2009

A thermal flow sensor has been fabricated and characterized, consisting of a center resistive heater surrounded by two upstream and one downstream temperature sensing resistors. The heater and temperature sensing resistors are fabricated from nitrogen-doped(n-type) polycrystalline silicon carbide(poly-SiC) deposited by LPCVD(low pressure chemical vapor deposition) on LPCVD silicon nitride films on a Si substrate. Cavities were etched into the Si substrate from the front side to create suspended silicon nitride membranes carrying the poly-SiC elements. One upstream sensor is located $50{\mu}m$ from the heater and has a sensitivity of $0.73{\Omega}$/sccm with ${\sim}15\;ms$ rise time in a dynamic range of 1000 sccm. N-type poly-SiC has a linear negative temperature coefficient and a TCR(temperature coefficient of resistance) of $-1.24{\times}10^{-3}/^{\circ}C$ from room temperature to $100^{\circ}C$.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2012.02a
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• pp.565-565
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• 2012

그래핀(Graphene) 기반의 전계효과 트랜지스터(Field effect transistor) 응용에 있어, 가장 핵심적인 도전과제중 하나는 에너지 밴드갭(Energy bandgap)을 갖는 그래핀 채널의 제작이다. 그래핀은 에너지 밴드갭이 존재하지 않는 반금속(semi metal)의 특성을 지니고 있어, 그 본래의 물리적 특성을 지니고서는 소자구현에 어려움이 있다. 그러나 폭이 수~수십 나노미터인 그래핀 나노리본(Graphene nanoribbon)의 경우 양자구속효과(Quantum confinement effect)에 의하여 에너지 밴드갭이 형성되며, 갭의 크기는 리본의 폭에 반비례한다는 연구결과가 보고된 바 있다. 이러한 이유에서, 효과적이며 실현가능한 그래핀 나노리본의 제작은 필수적이다. 본 연구에서는 은 나노 와이어(Ag nanowire)를 기반으로 한 그래핀 나노리본의 합성을 연구하였다. 은 나노와이어를 열화학 기상증착법(Thermal chemical vapor deposition)을 이용, 아세틸렌(Acetylene, C2H2) 가스를 탄소공급원으로 하여 그래핀을 나노와이어 표면에 합성하였다. 합성과정에서 구조에 영향을 미치는 요인인 합성온도와 가스의 비율, 압력 등을 조절하여 최적화된 합성조건을 확립하였다. 합성된 나노리본의 특성을 라만분광법(Raman spectroscopy)과 주사전자 현미경(Scanning electron microscopy), 투과전자현미경(Transmission electron microscopy), 원자힘 현미경(Atomic force microscopy)를 통하여 분석하였다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2012.02a
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• pp.561-561
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• 2012

Graphene, two dimensional single layer of carbon atoms, has tremendous attention due to its superior property such as fast electron mobility, high thermal conductivity and optical transparency, and also found many applications such as field-effect transistors (FET), energy storage and conversion, optoelectronic device, electromechanical resonators and chemical sensors. Several techniques have been developed to form the graphene. Especially chemical vapor deposition (CVD) is a promising process for the large area graphene. For the electrically isolated devices, the graphene should be transfer to insulated substrate from Cu or Ni. However, transferred graphene has serious drawback due to remaining polymeric residue during transfer process which induces the poor device characteristics by impurity scattering and it interrupts the surface functionalization for the sensor application. In this study, we demonstrate the characteristics of solution-gated FET depending on the removal of polymeric residues. The solution-gated FET is operated by the modulation of the channel conductance by applying a gate potential from a reference electrode via the electrolyte, and it can be used as a chemical sensor. The removal process was achieved by several solvents during the transfer of CVD graphene from a copper foil to a substrate and additional annealing process with H2/Ar environments was carried out. We compare the properties of graphene by Raman spectroscopy, atomic force microscopy(AFM), and X-ray Photoelectron Spectroscopy (XPS) measurements. Effects of residual polymeric materials on the device performance of graphene FET will be discussed in detail.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2012.02a
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• pp.569-569
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• 2012

탄소나노튜브(carbon nanotubes)의 우수한 전기적, 물리적 특성으로 인해 트랜지스터, 태양전지, 고감도 센서, 나노 섬유, 고분자-탄소나노튜브 고기능 복합체 등 다양한 분야에서 이를 응용하려는 노력이 활발히 진행되고 있다. 흥미롭게도 탄소나노튜브는 구조적인 특성 (직경, 밀도, 벽의 수)에 따라 각기 다른 비표면적, 열 전도성, 전기 전도성, 접촉각, 전계방출 특성을 지닌다고 보고되고 있다. 따라서 다양한 분야의 응용을 위해서는 구조적인 특성 제어가 핵심적인 요소라고 할 수 있다. 본 연구에서는 열화학기상증착법(thermal chemical vapor deposition)을 이용하여 수직 정렬된 탄소나노튜브를 합성 하였다. 합성과정에서 압력의 변화가 탄소나노튜브의 밀도와 길이에 큰 영향을 미친다는 것을 확인하였고, 이러한 현상을 이해하기 위해 두 가지의 가능성을 고려하였다. 첫째는 압력의 변화에 따른 촉매의 형성 변화 가능성이며, 둘째는 탄화수소가스의 유입양의 변화에 따른 영향이다. 분석 결과, 동일한 압력에서 탄화수소가스의 부분압을 변화시켜 실험한 결과로부터 탄화수소의 유입양의 변화가 합성된 탄소나노튜브의 밀도에 큰 영향을 미치고 밀도가 높은 경우 길이가 긴 탄소나노튜브가 합성되는 것을 확인할 수 있었다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2011.02a
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• pp.461-461
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• 2011

최근의 나노기술의 발전과 함께 나노미터크기의 물질들의 물성과 미세구조 등을 분석하기 위한 노력들이 활발히 이루어지고 있다. 투과전자현미경(transmission electron microscope; TEM)은 나노물질의 미세구조 관찰, 화학성분 분석, 전자기적 특성평가가 가능한 초정밀 분석장비이다. TEM 관찰을 위한 시편의 제작방법중 TEM 그리드(grid)를 사용하는 방법은, 분석하고자 하는 물질을 망(mesh) 형태의 그리드에 도포하여 샘플을 준비하는 방법으로 다른 방법에 비해 아주 빠르고 간편한 장점이 있다. 그러나 TEM 그리드에 나노물질을 분산/도포하여 공중에 떠있는 형태로 샘플을 제작하려면, 나노물질이 mesh 사이로 빠져나오지 않도록 그리드 mesh의 간격이 아주 미세하여야 하는데, 일반적으로 mesh의 크기가 미세할수록 그리드의 가격은 높아진다. 또한 기존에 사용되고 있는 비정질 탄소박막으로 덮여진 그리드는 극미세 크기의 나노물질 및 탄소나노물질을 분석할 경우, 고해상도의 TEM상을 얻는데 한계가 있다. 한편 그래핀은 2차원의 육각판상의 구조로 탄소원자가 빼곡히 채워진 흑연 한 층의 나노재료이다. 이는 원자단위 두께로 가장 얇은 물질로서 기계적 강도가 우수하여 지지막으로의 응용이 가능하다고 알려져 있다. 따라서 TEM grid막으로 사용할 경우 기존의 고가의 미세한 mesh가 형성된 그리드를 사용하지 않아도 나노물질을 효과적으로 분석할 수 있을 것으로 예상 된다. 본 연구에서는 열화학증기증착법(thermal chemical vapor deposition; TCVD)을 이용하여 300 nm 두께의 니켈박막이 증착된 기판위에 대면적으로 합성한 그래핀을 TEM 관찰용 그리드 위에 전사(transfer)함으로써 나노물질이 그리드 mesh사이로 빠져나오지 않는 저가의 TEM 그리드 제작 방법 및 응용 가능성에 대하여 보고한다.