KR101301443B1 - 가시광 발광특성을 갖는 그래핀 및 그 제조방법 - Google Patents
가시광 발광특성을 갖는 그래핀 및 그 제조방법 Download PDFInfo
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Abstract
또한, 본 발명은 상기 그래핀이 성장되면, 상기 성장된 그래핀상에 니켈 박막을 증착시키는 증착단계; 상기 니켈 박막이 그래핀에 증착되면, 화학기상증착(CVD)을 이용하여 열처리하는 열처리단계; 및 니켈 식각 용액을 이용하여 상기 니켈 박막을 제거하기 위한 식각단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
Description
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 열처리와 식각 공정이 완료된 나노그래핀 샘플들 각각에 대한 발광 스펙트럼, PL(Photoluminescence) 스펙트럼 세기 비율 및 이동을 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 열처리와 식각 공정이 완료된 쿼츠 기판 위의 나노그래핀의 AFM(Automic Force Microscope)에 의해서 측정된 표면 형상을 나타낸다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 열처리와 식각 공정이 완료된 샘플들의 각각에 대한 라만 스펙트럼을 나타낸다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라 제조된 그래핀의 가시광 발광특성을 설명하기 위한 모식도를 나타낸다.
도 6은 종래기술에 따른 그래핀 성장과정을 나타내는 도면이다.
S200 : 직접성장단계
S300 : 증착단계
S400 : 열처리단계
S500 : 식각단계
Claims (15)
- 촉매없이 쿼츠 기판상에 그래핀을 직접성장시키는 직접성장단계;
상기 그래핀이 성장되면, 상기 성장된 그래핀상에 니켈 박막을 증착시키는 증착단계;
상기 니켈 박막이 그래핀에 증착되면, 화학기상증착(CVD)을 이용하여 열처리하는 열처리단계; 및
니켈 식각 용액을 이용하여 상기 니켈 박막을 제거하기 위한 식각단계를 포함하되,
상기 그래핀으로부터 가시광이 발광되고, 빛의 흡수율이 증가되는 것을 특징으로 하는 가시광 발광특성을 갖는 그래핀 제조방법. - 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 그래핀은 깔대기 효과에 의한 슈도 에너지밴드 갭을 형성하는 것을 특징으로 하는 가시광 발광특성을 갖는 그래핀 제조방법. - 제1항에 있어서,
상기 직접성장단계에서는, 25sccm의 아세틸렌과 50sccm의 아르곤 가스 분위기하에서 10Torr의 압력으로 800-1000℃에서 30분 동안 상기 쿼츠 기판상에 그래핀을 직접 성장시키는 것을 특징으로 하는 가시광 발광특성을 갖는 그래핀 제조방법. - 제1항에 있어서,
상기 증착단계에서는, 직류(DC) 마그네트론 스퍼터를 이용하여 50Torr의 압력과 0.5sccm의 아르곤 가스 분위기하에서 상기 쿼츠 기판상에 성장된 그래핀에 상기 니켈 박막을 증착시키는 것을 특징으로 하는 가시광 발광특성을 갖는 그래핀 제조방법. - 제1항에 있어서,
상기 열처리단계에서는, 상기 증착단계에서 니켈 박막이 그래핀에 증착되면, 화학기상증착(CVD)을 이용하여 상기 그래핀의 결정의 크기를 증가시키거나 두께를 감소시키도록 100sccm의 아르곤 가스 분위기하에서 300-800℃에서 30분 동안 열처리하는 것을 특징으로 하는 가시광 발광특성을 갖는 그래핀 제조방법. - 제1항에 있어서,
상기 식각단계에서는, 상기 니켈 박막을 제거하기 위해 니켈 식각 용액(DI water: FeCl3: HNO3: HCl = 68: 12: 2: 18, 단, 상기 비율은 부피비)을 이용하여 식각공정을 진행하는 것을 특징으로 하는 가시광 발광특성을 갖는 그래핀 제조방법. - 제1항, 제3항 내지 제7항 중 어느 하나의 항에 있어서,
상기 그래핀은 나노 그래핀 및 나노 그래피틱 필름을 포함하는 것을 특징으로 하는 가시광 발광특성을 갖는 그래핀 제조방법. - 쿼츠 기판을 세척한 후 상기 쿼츠 기판을 쿼츠 튜브의 중앙에 위치시키는 준비단계;
촉매없이 상기 쿼츠 튜브의 중앙에 위치된 쿼츠 기판상에 그래핀을 직접성장시키는 직접성장단계;
상기 그래핀상에 니켈 박막을 증착시키는 증착단계;
상기 니켈 박막이 그래핀에 증착되면, 화학기상증착(CVD)을 이용하여 열처리하는 열처리단계; 및
니켈 식각 용액을 이용하여 상기 니켈 박막을 제거하기 위한 식각단계를 포함하되,
상기 그래핀으로부터 발광되는 가시광의 발광효율을 향상시키는 것을 특징으로 하는 가시광 발광특성을 갖는 그래핀 제조방법. - 제9항에 있어서,
상기 준비단계에서는, 초음파 세척기를 이용하여 이소프로필알콜(IPA)과 아세톤으로 15분동안 상기 쿼츠 기판을 세척하고, 상기 쿼츠 튜브를 1mTorr까지 최저 진공상태로 만든 다음 100sccm의 아르곤 가스하에서 800-1000℃까지 가열시키는 것을 특징으로 하는가시광 발광특성을 갖는 그래핀 제조방법. - 제9항에 있어서,
상기 직접성장단계에서는, 25sccm의 아세틸렌과 50sccm의 아르곤 가스 분위기하에서 10Torr의 압력으로 800-1000℃에서 30분 동안 상기 쿼츠 기판상에 그래핀을 직접 성장시키는 것을 특징으로 하는 가시광 발광특성을 갖는 그래핀 제조방법. - 제9항에 있어서,
상기 증착단계에서는, 직류(DC) 마그네트론 스퍼터를 이용하여 50Torr의 압력과 0.5sccm의 아르곤 가스 분위기하에서 상기 쿼츠 기판상에 성장된 그래핀에 상기 니켈 박막을 증착시키는 것을 특징으로 하는 가시광 발광특성을 갖는 그래핀 제조방법. - 제9항에 있어서,
상기 열처리단계에서는, 상기 증착단계에서 상기 니켈 박막이 그래핀에 증착되면, 화학기상증착(CVD)을 이용하여 상기 그래핀의 결정의 크기를 증가시키거나 두게를 감소시키도록 100sccm의 아르곤 가스 분위기하에서 300-800℃에서 30분 동안 열처리하는 것을 특징으로 하는 가시광 발광특성을 갖는 그래핀 제조방법. - 제9항에 있어서,
상기 식각단계에서는, 상기 니켈 박막을 제거하기 위해 니켈 식각 용액(DI water: FeCl3: HNO3: HCl = 68: 12: 2: 18, 단, 상기 비율은 부피비)을 이용하여 식각공정을 진행하는 것을 특징으로 하는 가시광 발광특성을 갖는 그래핀 제조방법. - 제9항 내지 제14항 중 어느 하나의 항에 있어서,
상기 그래핀은 나노 그래핀 및 나노 그래피틱 필름을 포함하는 것을 특징으로 하는 가시광 발광특성을 갖는 그래핀 제조방법.
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