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KR20150135592A - Graphene and method of surface treatment thereof - Google Patents

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KR20150135592A
KR20150135592A KR1020140061546A KR20140061546A KR20150135592A KR 20150135592 A KR20150135592 A KR 20150135592A KR 1020140061546 A KR1020140061546 A KR 1020140061546A KR 20140061546 A KR20140061546 A KR 20140061546A KR 20150135592 A KR20150135592 A KR 20150135592A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
graphene
layer
gas
surface treatment
transition metal
Prior art date
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Withdrawn
Application number
KR1020140061546A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
이승훈
모성원
김태성
김장아
조유진
황태현
Original Assignee
주식회사 제우스
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 제우스 filed Critical 주식회사 제우스
Priority to KR1020140061546A priority Critical patent/KR20150135592A/en
Publication of KR20150135592A publication Critical patent/KR20150135592A/en
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    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B32/00Carbon; Compounds thereof
    • C01B32/15Nano-sized carbon materials
    • C01B32/182Graphene
    • C01B32/194After-treatment
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2204/00Structure or properties of graphene
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  • Organic Chemistry (AREA)
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Abstract

본 발명은 그래핀에 기체 클러스터를 분사하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 그래핀의 표면 처리 방법을 제공하며, 표면 조도 감소, 표면 저항 감소 및 기판과의 접착력 증가의 효과가 있다.The present invention provides a method for surface treatment of graphene, which comprises spraying a gas cluster on graphene, has the effect of reducing surface roughness, reducing surface resistance and increasing adhesion to a substrate.

Description

그래핀 및 그 표면 처리 방법{GRAPHENE AND METHOD OF SURFACE TREATMENT THEREOF}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to graphene,

본 발명은 그래핀 및 그 표면 처리 방법에 관한 것이다. 보다 구체적으로 본 발명은 조도와 표면저항이 감소되고 접착력이 증가된 그래핀 및 그 표면 처리 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to graphene and a surface treatment method thereof. More particularly, the present invention relates to a graphene having reduced roughness and surface resistance and increased adhesion, and a method for surface treatment thereof.

전자 소자의 미세화와 더불어 세정, 평탄화 등 표면처리의 중요성이 차지하는 비중이 점점 커지고, 이에 따라 표면처리 기술개발에 대한 요구가 증대되고 있다. 기존 표면처리 기술은 화학약품 위주의 습식 방식으로 표면 손상, 화학 반응, 부산물, 세정 효율 등 여러 가지 어려움이 있었다.In addition to the miniaturization of electronic devices, the importance of surface treatment such as cleaning and planarization is becoming more and more important, and the demand for development of surface treatment technology is increasing. Conventional surface treatment technology is a chemical-based wet method and has various difficulties such as surface damage, chemical reaction, by-products and cleaning efficiency.

따라서, 건식 방식이 활발하게 도입되고 있으며 대표적인 것이 에어로 졸이다. 에어로졸은 기체상의 작동기체를 이용하여 에어로졸을 형성하고 표면 오염물질과 직접 물리적 충돌을 함으로써 세정, 평탄화 등의 표면처리를 한다.Therefore, a dry type is actively being introduced, and a representative example is aerosol. An aerosol forms an aerosol using a gaseous working gas and performs surface treatments such as cleaning and planarization by direct physical collision with surface contaminants.

하지만 이 또한 생성되는 에어로졸 내 발생 입자로 인해 패턴 손상이 발생하며 이러한 문제점을 극복하기 위하여 기체 클러스터 장치를 이용한 세정 및 평탄화 등의 표면 처리가 연구 되고 있다. However, pattern damage occurs due to particles generated in the aerosol generated. Also, surface treatment such as cleaning and planarization using a gas cluster device is being studied to overcome such problems.

한편, 그래핀은 투명하며 빛의 2.3%만을 흡수해도 상온에서 은보다 열전도성이 높으며, 전자가 마치 질량이 없는 것처럼 움직여 기존 반도체보다 전기의 흐름이 빨라질 수 있어 실리콘 기판을 대체할 수 있는 차세대 재료로 각광받고 있다.On the other hand, graphene is transparent and absorbs only 2.3% of light, but it has higher thermal conductivity than silver at room temperature, and electrons can move as if there is no mass, so electricity flow faster than existing semiconductors. .

또한 그래핀은 현존하는 소재 중 가장 얇은 물질로 구리보다 전류밀도가 높고 극저온에서만 관측되는 양자 홀 효과를 상온에서 보이는 특성도 있으며, 강도, 열전도율, 전자이동도 등 여러 가지 특징이 현존하는 물질 중 가장 뛰어난 소재로 디스플레이, 이차전지, 태양전지, 자동차 및 조명 등 다양한 분야에 응용되어 관련 산업의 성장을 견인할 전략적 핵심소재로 인정받고 있다.Graphene is also the thinnest material in the world. It has a higher current density than copper and a quantum Hall effect observed only at a very low temperature. It has various characteristics such as strength, thermal conductivity and electron mobility. It is recognized as a strategic core material that will lead the growth of related industries by applying to various fields such as display, rechargeable battery, solar cell, automobile and lighting.

이러한 그래핀 역시 표면의 잔여 물질(residue)을 제거하고 표면을 평탄화함으로써 저항, 조도, 접착력 등을 향상시킬 필요성이 있음에도 매우 얇은 구조이기에 표면 처리에 큰 어려움이 있으며, 그 방법을 찾는 연구가 진행 되고 있었다.Although graphene has a need to improve the resistance, roughness and adhesive force by removing residual substances on the surface and planarizing the surface thereof, there is a great difficulty in surface treatment because it is a very thin structure. there was.

즉, 종래에는 그래핀을 세정 및 평탄화하는 기술이 없었고, 특히나 화학적 방법을 배재한 물리적 방법이 부재하였다. 다만, PCT-KR2010-007140 에서 그래핀의 전사 공정 중 이소프로필알콜(IPA), 탈이온수 등을 사용하여 세정공정을 수행할 수 있다고 개시되어 있고, PCT-US2010-024723 에서 열처리를 통해 그래핀 석출하는 과정 중 플라즈마 에칭, 저에너지 이온 충돌 에칭 등을 간단히 언급하고 있을 뿐이었다.That is, in the past, there was no technique for cleaning and planarizing graphene, and in particular, there was no physical method that excluded chemical methods. However, it is disclosed in PCT-KR2010-007140 that a cleaning process can be performed using isopropyl alcohol (IPA), deionized water, and the like during the transferring process of graphene, and in the PCT-US2010-024723, Plasma etching, low-energy ion collision etching and so on.

또한 최근 연구되고 있는 기체 클러스터 장치를 이용한 세정 및 평탄화 방법은 기체 클러스터를 이용하는 것이다. 기체 클러스터란 작동기체의 분자가 수십에서 수백 개 뭉쳐 있는 형태를 뜻하며 이렇게 형성된 클러스터는 수 nm의 크기를 형성하게 된다. 그리고 짧은 시간의 응축에 의해 수십 nm 크기까지 성장하게 된다. 에어로졸과 다르게 클러스터가 성장할 환경과 시간을 형성하지 않음으로써 작은 클러스터를 형성하게 되며 이로 인해 패턴 손상을 최소화 하고 상대적으로 높은 효율로 오염입자를 제거 및 평탄화 하게 된다. 기체 클러스터에 의한 표면처리는 반도체 소자, 시료표면, 실리콘 기판 등에 다양하게 적용하고 있었으나, 그래핀과 같은 단분자 층에 대해서는 적용한 경우는 없었다.
In addition, the cleaning and planarization method using the gas cluster device which is being studied recently uses gas clusters. Gas clusters are a collection of tens or hundreds of molecules of the working gas, and the clusters formed form a size of several nanometers. And grow to tens of nm in size by short time condensation. Unlike aerosols, the clusters do not form the environment and time to grow, forming a small cluster, which minimizes pattern damage and removes and smoothens the polluted particles with relatively high efficiency. Surface treatment by gas clusters has been applied variously to semiconductor devices, sample surfaces, and silicon substrates, but it has not been applied to monomolecular layers such as graphene.

본 발명의 목적은 그래핀 및 그 표면 처리 방법을 제공하기 위한 것이다.It is an object of the present invention to provide graphene and a method of surface treatment thereof.

본 발명의 다른 목적은 조도 및 표면저항 감소 뿐 아니라 접착력이 증가된 그래핀 및 그 표면 처리 방법을 제공하기 위한 것이다.Another object of the present invention is to provide a graphene having improved adhesion as well as reduction of surface roughness and surface resistance and a method of treating the surface thereof.

본 발명의 상기 및 기타의 목적들은 하기 설명되는 본 발명에 의하여 모두 달성될 수 있다.
The above and other objects of the present invention can be achieved by the present invention described below.

본 발명의 하나의 관점은 그래핀의 표면 처리 방법에 관한 것이다.One aspect of the present invention relates to a method for surface treatment of graphene.

하나의 구체예에 따르면, 그래핀에 기체 클러스터를 분사하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to one embodiment, the method includes injecting a gas cluster into the graphene.

다른 구체예에 따르면, 상기 기체는 이산화탄소, 아르곤 및 질소 중 하나 이상을 포함할 수 있다.According to another embodiment, the gas may comprise at least one of carbon dioxide, argon and nitrogen.

또 다른 구체예에 따르면, 상기 기체 클러스터의 평균 입경이 30 내지 600 nm일 수 있다.According to another embodiment, the average particle size of the gas clusters may be between 30 and 600 nm.

또 다른 구체예에 따르면, 상기 기체 클러스터의 분사 각도가 5 내지 45°일 수 있다.According to another embodiment, the firing angle of the gas clusters may be between 5 and 45 degrees.

또 다른 구체예에 따르면, 상기 기체 클러스터의 분사 속도가 150 내지 850 m/s일 수 있다.According to another embodiment, the jet velocity of the gas clusters can be 150 to 850 m / s.

또 다른 구체예에 따르면, 상기 기체 클러스터의 분사 거리가 35 내지 85 mm일 수 있다.According to another embodiment, the firing distance of the gas clusters may be between 35 and 85 mm.

또 다른 구체예에 따르면, 상기 기체 클러스터는 노즐에서 분사되고, 상기 노즐의 냉각 온도가 -85 내지 -20℃일 수 있다.According to another embodiment, the gas clusters are ejected from the nozzles, and the cooling temperature of the nozzles may be from -85 to -20 占 폚.

또 다른 구체예에 따르면, 상기 그래핀은 전이금속 상에 그래핀층을 형성하고, 상기 그래핀층 상에 지지층을 형성하여 전이금속층-그래핀층-지지층이 적층된 적층체를 형성하고, 상기 적층체에서 전이금속층을 제거하고, 상기 전이금속층이 제거된 그래핀층을 기판에 적층시키고, 상기 지지층을 제거하는 단계에 의해 기판상에 적층된 구조를 가질 수 있다.According to another embodiment, the graphene may be formed by forming a graphene layer on a transition metal and forming a support layer on the graphene layer to form a laminate in which a transition metal layer-graphene layer-support layer is laminated, Removing the transition metal layer, laminating the graphene layer from which the transition metal layer has been removed on the substrate, and removing the support layer.

또 다른 구체예에 따르면, 상기 기체 클러스터는 하나 이상의 노즐에서 분사될 수 있다.According to another embodiment, the gas clusters may be injected from one or more nozzles.

본 발명의 다른 관점은 표면 처리된 그래핀을 제공하는 것이다.Another aspect of the present invention is to provide surface-treated graphene.

하나의 구체예에 따르면, 그래핀은 상기의 방법 중 어느 하나에 의해 표면 처리되며, 표면 조도가 3 내지 50nm일 수 있다.
According to one embodiment, the graphene is surface treated by any of the above methods and the surface roughness may be from 3 to 50 nm.

본 발명은 조도 및 표면저항 감소뿐 아니라, 접착력이 증가된 그래핀 및 그 표면 처리 방법을 제공하는 효과를 갖는다.
INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention has the effect of not only reducing the roughness and surface resistance, but also providing graphene having an increased adhesive force and a method of treating the surface thereof.

도 1은 본 발명의 하나의 구체예에 따른 그래핀 표면 처리 방법을 간략히 도시한 것이다.
도 2는 본 발명의 다른 구체예에 따른 그래핀의 표면 처리 방법을 간략히 도시한 것이다.
도 3은 본 발명의 또 다른 구체예에 따른 그래핀의 표면 처리 방법을 간략히 도시한 것이다.
도 4는 본 발명의 하나의 구체예에 따른 기체 클러스터 분사기를 간략히 도시한 것이다.
도 5는 본 발명의 하나의 구체예에 따른 그래핀의 형성방법을 간략히 도시한 것이다.
도 6은 비교예 1에 따른 구리(Cu)에 증착된 그래핀의 AFM (Atomic Force Microscope) 사진이다.
도 7은 비교예 2에 따른 에 전사된 그래핀의 AFM (Atomic Force Microscope) 사진이다.
도 8은 실시예 1에 따른 표면 처리한 그래핀의 AFM (Atomic Force Microscope) 사진이다.
도 9는 비교예1(e), 비교예2(f) 및 실시예1(g)의 표면 조도를 도시한 그래프이다.
도 10은 실시예1(b), 실시예2(c), 실시예3(d), 실시예4(a) 및 비교예2(original)의 표면 저항을 도시한 그래프이다.
FIG. 1 schematically shows a graphene surface treatment method according to one embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a schematic view of a surface treatment method of graphene according to another embodiment of the present invention.
3 schematically shows a surface treatment method of graphene according to another embodiment of the present invention.
4 schematically illustrates a gas cluster injector according to one embodiment of the present invention.
5 schematically illustrates a method of forming graphene according to one embodiment of the present invention.
6 is an AFM (Atomic Force Microscope) photograph of graphene deposited on copper (Cu) according to Comparative Example 1. Fig.
FIG. 7 is an AFM (Atomic Force Microscope) photograph of graphene transferred onto the substrate according to Comparative Example 2. FIG.
8 is an AFM (Atomic Force Microscope) photograph of a surface-treated graphene according to Example 1. Fig.
9 is a graph showing surface roughnesses of Comparative Example 1 (e), Comparative Example 2 (f), and Example 1 (g).
10 is a graph showing the surface resistances of Example 1 (b), Example 2 (c), Example 3 (d), Example 4 (a) and Comparative Example 2 (original).

본 발명에서 '분사 각도'는 '기판면과 기체 클러스터의 평균 분사방향이 이루는 각도'이다.In the present invention, the 'spray angle' is the 'angle formed by the average spray direction of the substrate cluster and the gas cluster'.

본 발명에서 '분사 속도'는 '기체 클러스터 분사기에서 분사되는 기체의 초기 속도'이다.In the present invention, 'injection speed' is 'initial velocity of gas injected from gas cluster injector'.

본 발명에서 '분사 거리'는 '기체 클러스터 분사기의 분사구와 그래핀 표면의 최단 거리'이다.In the present invention, the 'ejection distance' is 'the shortest distance between the ejection port of the gas cluster injector and the surface of the graphene'.

본 발명에서 '노즐의 냉각 온도'는 '기체 클러스터의 냉각을 위해 노즐에 형성된 온도'이다.In the present invention, the 'cooling temperature of the nozzle' is the 'temperature formed in the nozzle for cooling the gas cluster'.

본 발명에서 '지지층'은 '전이금속층을 제거 및 기판 상에 그래핀을 적층하는 과정에서 그래핀 처리를 용이하게 하기 위해 형성하는 층'이다.
The 'support layer' in the present invention is a layer formed to facilitate graphene treatment in the process of removing the transition metal layer and laminating the graphene on the substrate.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 출원의 실시예들을 보다 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 본 출원에 개시된 기술은 여기서 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다.Embodiments of the present application will now be described in more detail with reference to the accompanying drawings. However, the techniques disclosed in the present application are not limited to the embodiments described herein but may be embodied in other forms.

단지, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해 줄 수 있도록 그리고 당업자에게 본 출원의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다. 도면에서 각 장치의 구성요소를 명확하게 표현하기 위하여 상기 구성요소의 폭이나 두께 등의 크기를 다소 확대하여 나타내었다. 또한 설명의 편의를 위하여 구성요소의 일부만을 도시하기도 하였으나, 당업자라면 구성요소의 나머지 부분에 대하여도 용이하게 파악할 수 있을 것이다.It should be understood, however, that the embodiments disclosed herein are provided so that this disclosure will be thorough and complete, and will fully convey the scope of the invention to those skilled in the art. In the drawings, the width, thickness, and the like of the components are enlarged in order to clearly illustrate the components of each device. Also, while only a portion of the components is shown for convenience of explanation, those skilled in the art will readily recognize the remaining portions of the components.

전체적으로 도면 설명 시 관찰자 시점에서 설명하였고, 일 요소가 다른 요소 위 또는 아래에 위치하는 것으로 언급되는 경우, 이는 상기 일 요소가 다른 요소 위 또는 아래에 바로 위치하거나 또는 그들 요소들 사이에 추가적인 요소가 개재될 수 있다는 의미를 모두 포함한다. 또한 해당 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 출원의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 본 출원의 사상을 다양한 다른 형태로 구현할 수 있을 것이다. 그리고, 복수의 도면들 상에서 동일 부호는 실질적으로 서로 동일한 요소를 지칭한다.It is to be understood that when an element is described above as being located above or below another element, it is to be understood that the element may be directly on or under another element, It means that it can be done. Those skilled in the art will appreciate that various modifications, additions and substitutions are possible, without departing from the scope and spirit of the invention as disclosed in the accompanying claims. In the drawings, the same reference numerals denote substantially the same elements.

한편, 본 출원에서 서술되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, '포함하다' 또는 '가지다'등의 용어는 기술되는 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들의 조합한 것에 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들의 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.It should be understood, however, that the singular forms "a", "an", and "the" include plural referents unless the context clearly dictates otherwise, and the terms "comprise" Acts, components, parts, or combinations thereof, but does not preclude the presence or addition of one or more other features, numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof It should be understood that it does not.

이하 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the present invention will be described in detail.

본 발명의 하나의 관점은 그래핀의 표면 처리 방법을 제공하는 것이다. 구체적으로, 그래핀에 기체 클러스터를 분사하는 것을 특징으로 하는 그래핀의 표면 처리 방법을 제공하는 것이다.One aspect of the present invention is to provide a surface treatment method of graphene. Specifically, the present invention provides a graphene surface treatment method characterized by spraying a gas cluster on graphene.

도 1은 본 발명의 하나의 구체예에 따른 그래핀(300)의 표면 처리 방법을 간략히 도시한 것이다.FIG. 1 schematically illustrates a surface treatment method of the graphene 300 according to one embodiment of the present invention.

하나의 구체예에 따르면, 일정 크기로 형성된 기체 클러스터를 그래핀(300)에 분사하여 그래핀(300)의 표면 및 표면 상의 잔여 물질(residue)에 물리적으로 충돌함으로서 그래핀(300)의 표면을 평탄화 시키고, 잔여 물질(residue)을 표면에서 탈착 시킨다.According to one embodiment, a gas cluster formed to a predetermined size is sprayed onto the graphene 300 to physically impinge on the surface and the residue on the surface of the graphene 300, Planarize, and remove residual material from the surface.

기체 클러스터가 물리적 충돌을 가하여 그래핀(300) 표면을 평탄화함으로써, 그래핀(300) 표면의 조도(roughness)의 감소를 가져오는 동시에, 기판(100)과의 접착력이 증가되는 효과를 가져온다.The surface of the graphene 300 is flattened by applying physical collisions with the gas clusters to reduce the roughness of the surface of the graphene 300 and to increase the adhesion with the substrate 100.

또한, 분사된 기체 클러스터는 잔여 물질(residue)과 함께 탈착됨으로서 세정의 효과가 있는 동시에, 그래핀(300) 표면의 불순물 감소로 그래핀(300)의 표면저항이 감소되는 효과도 가져온다.In addition, the injected gas clusters are desorbed together with the residual material, thereby having an effect of cleaning, and at the same time, reducing the surface resistance of the graphene 300 due to the reduction of impurities on the surface of the graphene 300.

도 1의 310은 기체 클러스터를 이용하여 그래핀(300)을 표면 처리한 후에 평탄화 및 세정된 그래핀(310)을 간략히 도시한 것이다.In FIG. 1, reference numeral 310 schematically shows flattened and cleaned graphene 310 after surface-treating the graphene 300 using a gas cluster.

상기 기체는 이산화탄소, 아르곤 및 질소 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 이산화탄소, 아르곤 및 질소는 비활성 기체로서 그래핀(300)의 표면 처리 중에 원하지 않는 부수적인 반응을 배제할 수 있는 장점이 있다. The gas may comprise one or more of carbon dioxide, argon, and nitrogen. Carbon dioxide, argon, and nitrogen are inert gases and have the advantage of eliminating unwanted ancillary reactions during surface treatment of graphene 300.

국부적인 화학반응을 위해서 상기 기체는 이산화탄소, 아르곤 및 질소 외의 기체를 더 포함할 수 있다.For a local chemical reaction, the gas may further include gases other than carbon dioxide, argon, and nitrogen.

상기 기체 클러스터의 평균 입경은 30 내지 600 nm, 바람직하게는 100 내지 500 nm, 더욱 바람직하게는 200 내지 400 nm일 수 있다. 상기의 범위에서 그래핀(300) 표면의 세정 및 평탄화 효율이 증가되는 동시에 그래핀의 찢김을 방지할 수 있다.The average particle diameter of the gas clusters may be 30 to 600 nm, preferably 100 to 500 nm, more preferably 200 to 400 nm. The cleaning and planarization efficiency of the surface of the graphene 300 can be increased and the tearing of the graphene can be prevented in the above range.

도 2는 본 발명의 다른 구체예에 따른 그래핀(300)의 표면 처리 방법을 간략히 도시한 것이다. 구체적으로 기체 클러스터의 분사 각도를 조절하여 그래핀(300)의 표면 처리를 할 수 있다.2 schematically shows a surface treatment method of the graphene 300 according to another embodiment of the present invention. Specifically, it is possible to perform the surface treatment of the graphene 300 by adjusting the spray angle of the gas clusters.

상기 기체 클러스터의 분사 각도는 5 내지 45°, 바람직하게 5 내지 35°, 더욱 바람직하게 5 내지 25°일 수 있다. 상기의 범위에서 그래핀(300)의 접착력 증가되고 그래핀(300)의 표면 세정 및 평탄화의 효율을 높이는 장점이 있다.The firing angle of the gas clusters may be 5 to 45 degrees, preferably 5 to 35 degrees, more preferably 5 to 25 degrees. The adhesion of the graphene 300 is increased in the above-mentioned range, and the efficiency of surface cleaning and planarization of the graphene 300 is improved.

상기 기체 클러스터의 분사 속도는 150 내지 850 m/s, 바람직하게 250 내지 750 m/s, 더욱 바람직하게 330 내지 670 m/s일 수 있다. 상기의 범위에서 그래핀(300)의 표면 조도가 감소되고, 기판(100)과의 부착력이 증가하면서도 그래핀(300)의 찢김을 방지하는 장점이 있다.The jet velocity of the gas clusters may be 150 to 850 m / s, preferably 250 to 750 m / s, more preferably 330 to 670 m / s. In the above range, the surface roughness of the graphene 300 is reduced, and the adhesion of the graphene 300 to the substrate 100 is increased, thereby preventing the graphene 300 from being torn.

구체예에 따르면, 분사되는 기체 유량을 5 lpm으로 하는 경우, 기체 클러스터의 평균 입경이 200 내지 500nm, 바람직하게 250 내지 450nm, 더욱 바람직하게 300 내지 400nm, 그리고 기체 클러스터 분사속도가 280 내지 650m/s, 바람직하게 320 내지 610m/s, 더욱 바람직하게 360 내지 570m/s일 수 있다. According to a specific example, when the flow rate of the gas to be injected is 5 lpm, the average particle size of the gas clusters is 200 to 500 nm, preferably 250 to 450 nm, more preferably 300 to 400 nm, and the gas cluster jetting rate is 280 to 650 m / s , Preferably 320 to 610 m / s, and more preferably 360 to 570 m / s.

다른 구체예에 따르면, 분사되는 기체 유량을 10 lpm으로 하는 경우, 기체 클러스터의 평균 입경이 160 내지 460nm, 바람직하게 210 내지 410nm, 더욱 바람직하게 260 내지 360nm, 그리고 기체 클러스터 분사속도가 320 내지 670m/s, 바람직하게 360 내지 630m/s, 더욱 바람직하게 400 내지 590m/s일 수 있다. According to another embodiment, when the gas flow rate to be injected is 10 lpm, the average particle size of the gas clusters is 160 to 460 nm, preferably 210 to 410 nm, more preferably 260 to 360 nm, and the gas cluster jetting velocity is 320 to 670 m / s, preferably 360 to 630 m / s, more preferably 400 to 590 m / s.

또 다른 구체예에 따르면, 분사되는 기체 유량을 15 lpm으로 하는 경우, 기체 클러스터의 평균 입경이 120 내지 420nm, 바람직하게 170 내지 370nm, 더욱 바람직하게 220 내지 320nm, 그리고 기체 클러스터 분사속도가 350 내지 710m/s, 바람직하게 390 내지 670m/s, 더욱 바람직하게 430 내지 630m/s일 수 있다. According to another embodiment, when the gas flow rate to be injected is 15 lpm, the average particle diameter of the gas clusters is 120 to 420 nm, preferably 170 to 370 nm, more preferably 220 to 320 nm, and the gas cluster jetting velocity is 350 to 710 m / s, preferably 390 to 670 m / s, and more preferably 430 to 630 m / s.

상기의 범위에서 기체 클러스터는 그래핀(300) 표면에 아일랜드 (island)형식으로 쌓여 있는 그래핀을 효율적으로 평탄화 시킬 수 있고, 또한 그래핀(300)의 찢김을 방지할 수 있는 장점이 있다.In the above-described range, the gas clusters can efficiently planarize the graphene deposited in island form on the surface of the graphene 300 and can also prevent the graphene 300 from being torn.

도 3은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 그래핀(300)의 표면 처리 방법을 간략히 도시한 것이다. 구체적으로 기체 클러스터의 분사 거리를 조절하여 그래핀(300)의 표면 처리를 할 수 있다.3 schematically illustrates a surface treatment method of the graphene 300 according to another embodiment of the present invention. Specifically, the surface of the graphene 300 can be treated by controlling the ejection distance of the gas clusters.

상기 기체 클러스터의 분사 거리는 35 내지 85 mm, 바람직하게 40 내지 75 mm, 더욱 바람직하게 50 내지 70 mm일 수 있다. 상기의 범위에서 그래핀(300) 표면이 있는 잔여 물질(residue)의 탈착이 효율적인 장점이 있다.The ejection distance of the gas clusters may be 35 to 85 mm, preferably 40 to 75 mm, more preferably 50 to 70 mm. There is an advantage that desorption of residual material on the surface of the graphene 300 is effective in the above range.

도 4는 본 발명의 하나의 구체예에 따른 기체 클러스터 분사기(500)를 간략히 도시한 것이다. 기체 클러스터는 일정 크기의 입자로 성장 후, 노즐(510)을 통과하고, 기체 클러스터 분사기 입구(520)를 통해 분사 된다. 상기의 노즐(510)에는 기체 클러스터를 냉각하기 위한 냉각 장치가 포함될 수 있다.4 schematically illustrates a gas cluster injector 500 according to one embodiment of the present invention. The gas clusters are grown into particles of a certain size, then through the nozzles 510 and through the gas cluster injector inlet 520. The nozzle 510 may include a cooling device for cooling the gas clusters.

상기 노즐의 냉각 온도는 -85 내지 -20℃, 바람직하게 -75 내지 -30℃, 더욱 바람직하게 -65 내지 -40℃일 수 있다. 상기의 범위에서 기체 클러스터의 크기 조절이 용이한 장점이 있다.The cooling temperature of the nozzle may be -85 to -20 占 폚, preferably -75 to -30 占 폚, and more preferably -65 to -40 占 폚. The size of the gas clusters can be easily adjusted within the above range.

도 5는 본 발명의 하나의 구체예에 따른 그래핀의 형성 방법을 간략히 도시한 것이다. 5 schematically illustrates a method of forming graphene according to one embodiment of the present invention.

구체적으로 상기 그래핀은 전이금속층(700) 상에 그래핀층(300)을 형성하고, 상기 그래핀층(300) 상에 지지층(800)을 형성하여 전이금속층(700)-그래핀층(300)-지지층(800)이 적층된 적층체를 형성하고, 상기 적층체에서 전이금속층(700)을 제거하고, 상기 전이금속층(700)이 제거된 그래핀층(300)을 기판(100)에 적층시키고, 그리고 상기 지지층(800)을 제거하는 단계에 의해 기판(100)상에 그래핀층(300)이 적층된 구조를 가질 수 있다.Specifically, the graphene is formed by forming a graphene layer 300 on the transition metal layer 700 and forming a support layer 800 on the graphene layer 300 to form a transition metal layer 700, a graphene layer 300, The transition metal layer 700 is removed from the laminate and the graphene layer 300 on which the transition metal layer 700 is removed is laminated on the substrate 100, A structure in which the graphene layer 300 is stacked on the substrate 100 by removing the support layer 800 may be formed.

상기 그래핀층(300)은 단일층으로 형성될 수도 있고, 부분적 또는 전체적으로 두 층 이상일 수 있다. 그래핀층(300)은 촉매의 종류와 두께, 반응시간, 냉각속도 및 반응가스의 농도 등을 조절함으로서 그래핀층(300)의 층수를 조절할 수 있다.The graphene layer 300 may be formed as a single layer, or may be partially or entirely two or more layers. The number of layers of the graphene layer 300 can be controlled by adjusting the type and thickness of the graphene layer 300, the reaction time, the cooling rate, and the concentration of the reaction gas.

구체예에 의하면 전이금속층(700) 상에 그래핀층(300)을 형성하는 방법은 화학적 증착법에 의할 수 있다. 화학적 증착법은 고온에서 탄소 또는 합금을 잘 형성하거나, 탄소와의 흡착성이 우수한 전이금속을 촉매로 사용하여 그래핀(300)을 합성하는 방법이다.According to a specific example, the method of forming the graphene layer 300 on the transition metal layer 700 may be a chemical vapor deposition method. The chemical vapor deposition method is a method of synthesizing graphene 300 by forming carbon or alloy well at high temperature or using a transition metal having excellent adsorption with carbon as a catalyst.

구체적으로 전이금속을 촉매층으로, 1,000℃의 고온에서 메탄, 수소 등의 혼합가스 분위기에서 탄소가 촉매 층과 반응하여 적절한 양의 탄소가 촉매 층에 녹아 들어가거나 흡착되도록 한다. 이후 냉각을 하면 촉매 층에 포함되어 있던 탄소원자들이 표면에서 결정화 되면서 그래핀(300) 결정구조를 형성하게 된다. 합성된 그래핀(300)은 촉매층을 제거함으로써 원하는 용도에 맞게 사용할 수 있다.Specifically, the transition metal reacts with the catalyst layer in a mixed gas atmosphere such as methane and hydrogen at a high temperature of 1,000 占 폚, so that an appropriate amount of carbon is dissolved or adsorbed in the catalyst layer. After cooling, the carbon atoms contained in the catalyst layer are crystallized on the surface to form a graphene (300) crystal structure. The synthesized graphene 300 can be used for a desired application by removing the catalyst layer.

상기 전이 금속은 니켈(Ni), 구리(Cu), 백금(Pt) 등이 사용될 수 있고, 반드시 이에 한정하지 아니한다. The transition metal may be nickel (Ni), copper (Cu), platinum (Pt), or the like, but is not limited thereto.

하나의 구체예에 의하면, 상기 촉매층을 구리 포일(Cu foil)을 사용할 수 있고, 반드시 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 구리 포일(Cu foil)은 두께가 10㎛ 내지 100㎛, 바람직하게 10㎛ 내지 70㎛, 더욱 바람직하게 10㎛ 내지 50㎛일 수 있다. 상기의 범위에서 그래핀 증착 효율이 높아질 뿐만 아니라, 전이금속층(700)의 제거가 용이한 장점이 있다. According to one embodiment, the catalyst layer may be a copper foil, but is not necessarily limited thereto. The copper foil may have a thickness of 10 탆 to 100 탆, preferably 10 탆 to 70 탆, more preferably 10 탆 to 50 탆. In the above range, not only the graphene deposition efficiency is enhanced but also the transition metal layer 700 can be easily removed.

상기 촉매층으로 구리 포일(Cu foil)을 사용하는 경우, 양면으로 그래핀이 증착되기 때문에, 폴리싱(polishing)공정을 더 포함할 수 있다. 상기 폴리싱(polishing)은 산소플라즈마를 이용할 수 있고, 반드시 이에 제한되는 것은 아니다.When a copper foil is used as the catalyst layer, since graphene is deposited on both sides, it may further include a polishing process. The polishing may utilize an oxygen plasma, but is not necessarily limited thereto.

다른 구체예에 따르면, 상기 전이금속층(700)은 SiO2/Si 기판상에 형성된 전이금속층(700)일 수 있다. 구체적으로 니켈(Ni), 구리(Cu) 및 백금(Pt) 중 하나 이상을 SiO2/Si 기판에 CVD의 방법으로 증착 시키는 과정을 더 포함할 수 있다. 이 경우 상기 전이 금속층(700)의 두께는 30 내지 1300 nm, 바람직하게 30 내지 1000nm, 더욱 바람직하게 30 내지 800nm일 수 있다. 상기의 범위에서 촉매층으로서 그래핀 증착 효율이 높아질 뿐만 아니라, 전이금속층(700)의 제거가 용이한 장점이 있다.According to another embodiment, the transition metal layer 700 may be a transition metal layer 700 formed on a SiO 2 / Si substrate. Specifically, the method may further include depositing at least one of nickel (Ni), copper (Cu), and platinum (Pt) on a SiO 2 / Si substrate by a CVD method. In this case, the thickness of the transition metal layer 700 may be 30 to 1300 nm, preferably 30 to 1000 nm, more preferably 30 to 800 nm. In the above range, the efficiency of graphene deposition as a catalyst layer is improved, and the transition metal layer 700 can be easily removed.

도 5에 의하면 그래핀층(300) 상에 지지층(800)을 형성할 수 있다.Referring to FIG. 5, the support layer 800 may be formed on the graphene layer 300.

그래핀층(300) 상에 지지층(800)을 형성하는 과정에서 지지층(800)의 재료로서 polymethyl methacrylate (PMMA) 또는 polydimethylsiloxane (PDMS)를 사용할 수 있으며, 반드시 이에 제한되는 것은 아니다. 지지층(800)은 전이금속층(700)을 제거하는 단계 및 기판(100) 상에 적층시키는 단계에서 그래핀(300)층이 지탱하도록 하는 역할과 지지층(800)의 제거가 용이한 두께로 할 수 있으며, 예를 들어 10nm 내지 500nm로 할 수 있고, 반드시 이에 제한되는 것은 아니다.Polymethyl methacrylate (PMMA) or polydimethylsiloxane (PDMS) may be used as the material of the supporting layer 800 in the process of forming the supporting layer 800 on the graphene layer 300, but the present invention is not limited thereto. The support layer 800 may serve to support the graphene 300 layer in the step of removing the transition metal layer 700 and the step of laminating on the substrate 100, For example, 10 nm to 500 nm, and the present invention is not limited thereto.

구체적으로 상기 그래핀층(300) 상에 PMMA를 스핀코팅(spin coating) 또는 드롭코팅(drop coating)하여 전이금속층(700)-그래핀층(300)-지지층(800)이 형성된 적층체를 형성 할 수 있고, 반드시 이에 제한되는 것은 아니다.Specifically, PMMA may be spin-coated or drop-coated on the graphene layer 300 to form a laminate in which a transition metal layer 700, a graphene layer 300, and a support layer 800 are formed. And is not necessarily limited thereto.

상기 전이금속층(700)을 제거하는 단계는 0.1몰의 (NH4)2S2O8 수용액, FeCl3용액 또는 FeNO3(0.05g/mL)를 사용할 수 있고, 반드시 이에 한정되지 아니한다. 또한, 전이금속층(700)의 제거는 염소 가스와 아르곤 가스의 혼합가스를 플라즈마로 하여 물리적 충돌로 제거하는 건식 식각 방법을 사용하는 것도 가능하다.The step of removing the transition metal layer 700 may be performed using 0.1 moles of (NH 4 ) 2 S 2 O 8 aqueous solution, FeCl 3 solution, or FeNO 3 (0.05 g / mL). It is also possible to use a dry etching method in which the transition metal layer 700 is removed by using a mixed gas of chlorine gas and argon gas as a plasma and removing the gas by physical impact.

도 5에 따르면, 전이금속층(700)의 제거 후 그래핀층(300)을 기판(100) 상에 적층 시킬 수 있다. 이 때 지지층(800)이 그래핀층(300)을 기판(100) 상에 적층하는 것을 용이하게 할 수 있다. 기판(100) 상으로의 적층은 이온화된 순수한 물(DI water)에서 수행할 수 있으며, 반드시 이에 한정되지 아니한다. According to FIG. 5, after removal of the transition metal layer 700, the graphene layer 300 may be deposited on the substrate 100. At this time, the support layer 800 can facilitate the deposition of the graphene layer 300 on the substrate 100. The deposition on the substrate 100 may be performed in ionized pure water (DI water), but is not limited thereto.

상기 지지층(800)을 제거하는 단계는 아세톤 (acetone) 또는 메탄올 (methanol)을 사용할 수 있고, 반드시 이에 한정되지 아니한다. 구체적으로 아세톤(acetone)을 40℃ 내지 60℃의 온도로 하여 지지층(800)을 제거할 수 있다.The step of removing the support layer 800 may be performed using acetone or methanol, but is not limited thereto. Specifically, the support layer 800 can be removed with acetone at a temperature of 40 ° C to 60 ° C.

다른 구체예로서 상기 그래핀(300) 형성 방법은 화학적 박리법에 의해 제공될 수 있다. 화학적 박리법은 흑연의 산화-환원 특성을 활용한 방법이다. 흑연을 강산과 산화제 등으로 산화시켜 산화 흑연(Graphite Oxide)을 제작 후, 물과 닿게 하면 산화 흑연의 강한 친수성으로 물 분자가 면과 면 사이에 침투하게 된다. 그 후 물 분자에 의해 산화 흑연의 면간 간격이 벌어지면, 초음파 분쇄기 등을 통해 산화 그래핀 시트를 생산할 수 있다. 이 후 환원(Reduction)공정을 통해 불순물을 제거하여 그래핀을 생성 한다.As another embodiment, the method of forming the graphene 300 may be provided by a chemical stripping method. The chemical stripping method is a method utilizing the oxidation-reduction characteristics of graphite. Graphite oxide is produced by oxidizing graphite with strong acid and oxidizing agent. When it comes into contact with water, water molecules penetrate between the surface and the surface due to strong hydrophilic nature of graphite. Thereafter, when the interplanar spacing of the graphite oxide is spread by the water molecule, the oxidized graphene sheet can be produced through an ultrasonic grinder or the like. Thereafter, impurities are removed through a reduction process to produce graphene.

상기 그래핀을 형성하는 단계는 상기의 방법들 외에 기판으로의 전사 등 공정으로 가능한 모든 방법을 포함한다.The step of forming the graphene includes all the methods available for the transfer process, etc., in addition to the above methods.

본 발명의 또 다른 구체예에 따르면, 그래핀(300)에 기체 클러스터를 분사하는 단계는 하나 또는 둘 이상의 노즐(510)에서 분사할 수 있다. 둘 이상의 노즐(510)에서 분사하는 경우 소면적 및 대면적 그래핀에 적용이 가능할 뿐 아니라, 대면적의 그래핀을 짧은 시간에 세정 및 평탄화의 표면 처리를 할 수 있는 장점이 있다.According to another embodiment of the present invention, the step of injecting gas clusters into the graphene 300 may be performed by one or more nozzles 510. When spraying from two or more nozzles 510, it can be applied to a small-area and large-area graphene, and also it is possible to perform surface treatment for cleaning and planarizing a large-area graphene in a short time.

본 발명의 다른 관점은 표면 처리된 그래핀을 제공하는 것이다.Another aspect of the present invention is to provide surface-treated graphene.

하나의 구체예에 따르면, 그래핀은 상기의 방법 중 어느 하나에 의해 표면 처리된 그래핀일 수 있다.According to one embodiment, graphene may be graphene surface treated by any of the above methods.

다른 구체예에 따르면, 상기 그래핀은 표면 조도가 3 내지 50nm, 바람직하게 3 내지 48nm, 더욱 바람직하게 3 내지 45nm일 수 있다. 상기의 범위에서 그래핀(300)의 표면저항을 낮출 수 있는 장점이 있다.
According to another embodiment, the graphene may have a surface roughness of 3 to 50 nm, preferably 3 to 48 nm, more preferably 3 to 45 nm. There is an advantage that the surface resistance of the graphene 300 can be lowered within the above range.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 통해 본 발명의 구성 및 작용을 더욱 상세히 설명하기로 한다. 다만, 하기 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 것으로, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되지는 않는다. 여기에 기재되지 않은 내용은 이 기술 분야에서 숙련된 자이면 충분히 기술적으로 유추할 수 있는 것이므로 그 설명을 생략하기로 한다.
Hereinafter, the configuration and operation of the present invention will be described in more detail with reference to preferred embodiments of the present invention. However, the following examples are provided to aid understanding of the present invention, and the scope of the present invention is not limited to the following examples. The contents not described here are sufficiently technically inferior to those skilled in the art, and a description thereof will be omitted.

실시예Example

실시예 1Example 1

구리(Cu) 포일(foil) 상에 그래핀을 증착한 후, 그래핀을 기판에 전사하였다. 그리고 순도(purity) 99.99%, 평균입경 270nm인 이산화탄소(CO2)를 15 lpm 유량으로 분사각도 15°, 분사거리 60mm, 분사속도 600m/s, 노즐 냉각 온도 -50℃로 하고, 스캔속도 20 mm/s으로 4회 표면처리 하였다.
After graphene was deposited on a copper foil, graphene was transferred to the substrate. Carbon dioxide (CO 2 ) having a purity of 99.99% and an average particle diameter of 270 nm was sprayed at a flow rate of 15 lpm at an injection angle of 15 °, a spraying distance of 60 mm, an injection speed of 600 m / s, a nozzle cooling temperature of -50 ° C, / s < / RTI >

실시예2 Example 2

표1에 나타나듯이 기체 클러스터의 평균입경을 310nm, 기체 유량을 10 lpm, 분사속도를 560m/s로 하는 것 외에 실시예1과 동일하게 표면처리 하였다.
As shown in Table 1, surface treatment was performed in the same manner as in Example 1, except that the average particle diameter of the gas clusters was 310 nm, the gas flow rate was 10 lpm, and the spraying speed was 560 m / s.

실시예3Example 3

실시예2와 동일한 표면처리를 실시하여 실시예3을 준비하였다.
The same surface treatment as in Example 2 was carried out to prepare Example 3.

실시예4Example 4

표1에 나타나듯이 기체 클러스터의 평균입경을 350nm, 기체 유량을 5 lpm, 분사속도를 520m/s로 하는 것 외에 실시예1과 동일하게 표면처리 하였다.As shown in Table 1, surface treatment was carried out in the same manner as in Example 1, except that the gas clusters had an average particle diameter of 350 nm, a gas flow rate of 5 lpm, and an injection speed of 520 m / s.

기체클러스터 평균입경(nm)Gas cluster average particle diameter (nm) 기체유량 (lpm)Gas flow rate (lpm) 분사각도 (°)Injection angle (°) 분사거리 (mm)Distance in minutes (mm) 분사속도 (m/s)Injection speed (m / s) 노즐의 냉각온도 (℃)Cooling temperature of nozzle (℃) 실시예1Example 1 270270 1515 1515 6060 600600 -50-50 실시예2Example 2 310310 1010 1515 6060 560560 -50-50 실시예3Example 3 310310 1010 1515 6060 560560 -50-50 실시예4Example 4 350350 55 1515 6060 520520 -50-50

비교예1Comparative Example 1

구리(Cu) 포일(foil) 상에 그래핀을 증착한 후 표면처리를 하지 않았다.
Graphene was deposited on a copper foil and was not surface treated.

비교예2Comparative Example 2

구리(Cu) 포일(foil) 상에 그래핀을 증착한 후, 그래핀을 기판에 전사한 후 표면처리를 하지 않았다.
After graphene was deposited on a copper foil, the graphene was transferred to the substrate and the surface was not treated.

측정방법How to measure

1. 조도 측정 방법1. Roughness measurement method

그래핀과 같은 단분자 층의 클러스터 처리 이후의 미세한 조도 변화 측정을 위하여 Atomic Force Microscopy(AFM)를 이용하여 실시예1, 비교예1 및 비교예2의 표면 조도를 측정하여, 도6, 도7, 도8, 도9 및 표2에 나타내었다. 도 9에서 e는 비교예1, f는 비교예2 그리고 g는 실시예1을 나타낸다.Surface roughnesses of Example 1, Comparative Example 1, and Comparative Example 2 were measured using Atomic Force Microscopy (AFM) to measure minute changes in roughness after cluster processing of monomolecular layer such as graphene, , Fig. 8, Fig. 9 and Table 2. In FIG. 9, e represents Comparative Example 1, f represents Comparative Example 2, and g represents Embodiment 1.

2. 표면 저항 측정 방법2. Surface resistance measurement method

용이한 표면 저항 측정을 위하여 다층 구조체를 형성하였다. 열증착 방법을 이용하여 500μm 크기의 Au전극을 표면에 증착 시켰다. 전체 구조는 기판이 절연체로 사용되었고 그 위에 그래핀 층을 전사한 이후 그리고 Au 전극을 증착 시킨 순이다. 그 후 실시예1, 실시예2, 실시예3, 실시예4 및 비교예2의 표면 저항 값을 측정하여 도10 및 표3에 나타내었다. 도 10에서 original은 비교예2, a는 실시예4, b는 실시예1, c는 실시예2, 그리고 d는 실시예3을 나타낸다.A multilayer structure was formed for easy surface resistance measurement. A 500μm Au electrode was deposited on the surface using a thermal deposition method. The overall structure is the order in which the substrate is used as an insulator, the graphene layer is transferred thereon, and the Au electrode is deposited. The surface resistance values of Examples 1, 2, 3, 4 and Comparative Example 2 were measured and shown in FIG. 10 and Table 3. In Fig. 10, original indicates Comparative Example 2, a indicates Embodiment 4, b indicates Embodiment 1, c indicates Embodiment 2, and d indicates Embodiment 3.

비교예1Comparative Example 1 비교예2Comparative Example 2 실시예1Example 1 평균 표면조도(nm)Average surface roughness (nm) 4.374.37 2.462.46 1.421.42

비교예2Comparative Example 2 실시예Example 실시예4Example 4 실시예1Example 1 실시예2Example 2 실시예3Example 3 표면 저항(kΩ)Surface Resistance (kΩ) 500 500 345 345 330 330 95 95 115 115

상기 표2,3 및 도6 내지 도10에 나타난 바와 같이 기체 클러스터로 표면 처리한 실시예1 내지 실시예4는 표면 조도 및 표면 저항이 작은 반면, 표면 처리하지 않은 비교예1 및 비교예2는 표면 조도 및 표면 저항이 큰 것을 알 수 있다.
As shown in Tables 2 and 3 and FIGS. 6 to 10, the surface roughness and surface resistance of Examples 1 to 4, which were surface treated with gas clusters, were small, while Comparative Examples 1 and 2 Surface roughness and surface resistance are large.

100 : 기판 300 : 그래핀
500 : 기체 클러스터 분사기 510 : 노즐
520 : 분사구 700 : 전이금속
800 : 지지층
100: substrate 300: graphene
500: Gas Cluster Injector 510: Nozzle
520: injection nozzle 700: transition metal
800: Support layer

Claims (10)

그래핀에 기체 클러스터를 분사하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 그래핀의 표면 처리 방법.
And spraying a gas cluster onto the graphene.
제 1 항에 있어서, 상기 기체는 이산화탄소, 아르곤 및 질소 중 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 그래핀 표면 처리 방법.
The method of claim 1, wherein the gas comprises at least one of carbon dioxide, argon, and nitrogen.
제 1 항에 있어서, 상기 기체 클러스터의 평균 입경이 30 내지 600 nm인 것을 특징으로 하는 그래핀의 표면 처리 방법.
The surface treatment method of graphene according to claim 1, wherein the average particle diameter of the gas clusters is 30 to 600 nm.
제 1 항에 있어서, 상기 기체 클러스터의 분사 각도가 5 내지 45°인 것을 특징으로 하는 그래핀의 표면 처리 방법.
The surface treatment method of graphene according to claim 1, wherein the gas clusters have an injection angle of 5 to 45 degrees.
제 1 항에 있어서, 상기 기체 클러스터의 분사 속도가 150 내지 850 m/s인 것을 특징으로 하는 그래핀의 표면 처리 방법.
The surface treatment method of graphene according to claim 1, wherein an ejection velocity of the gas clusters is 150 to 850 m / s.
제 1 항에 있어서, 상기 기체 클러스터의 분사 거리가 35 내지 85 mm인 것을 특징으로 하는 그래핀의 표면 처리 방법.
The surface treatment method of graphene according to claim 1, wherein the gas clusters have an ejection distance of 35 to 85 mm.
제 1 항에 있어서, 상기 기체 클러스터는 노즐에서 분사되고,
상기 노즐의 냉각 온도가 -85 내지 -20℃인 것을 특징으로 하는 그래핀의 표면 처리 방법.
2. The apparatus of claim 1, wherein the gas clusters are injected from a nozzle,
Wherein the nozzle has a cooling temperature of -85 to -20 占 폚.
제 1 항에 있어서, 상기 그래핀은,
전이금속층 상에 그래핀층을 형성하고;
상기 그래핀층 상에 지지층을 형성하여 전이금속층-그래핀층-지지층이 적층된 적층체를 형성하고;
상기 적층체에서 전이금속층을 제거하고;
상기 전이금속층이 제거된 그래핀층을 기판에 적층시키고; 그리고
상기 지지층을 제거하는 단계;
에 의해 기판상에 그래핀층이 적층된 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 그래핀의 표면 처리 방법.
The method of claim 1,
Forming a graphene layer on the transition metal layer;
Forming a support layer on the graphene layer to form a laminate in which a transition metal layer-graphene layer-support layer is laminated;
Removing the transition metal layer from the laminate;
Depositing a graphene layer from which the transition metal layer has been removed on a substrate; And
Removing the support layer;
Wherein the graphene layer has a structure in which a graphene layer is laminated on a substrate.
제 1 항에 있어서, 상기 기체 클러스터는 하나 이상의 노즐에서 분사되는 것을 특징으로 하는 그래핀 표면 처리 방법.
The method of claim 1, wherein the gas clusters are injected from one or more nozzles.
제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항의 처리 방법에 의해 표면 처리되며, 표면 조도가 3 내지 50nm인 것을 특징으로 하는 그래핀.

A graphene which is surface-treated by the treatment method according to any one of claims 1 to 9 and has a surface roughness of 3 to 50 nm.

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