| 초록 |
탄소나노튜브는 직경에 대한 길이의 비가 매우 크고 기계적 강도가 우수하며 화학적으로 안정할 뿐만이 아니라 전기적으로 도체의 성질을 가질 수 있어 전계방출소자의 에미터 물질로 각광을 받고 있다. 전계방출 에미터에 응용하기 위해서는 여러 가지 합성방법 중 기판에 직접 성장시킬 수 있으며 대면적화 및 저온 합성이 가능한 열화학기상증착법이 매우 유리하다 하겠다. 열화학기상성장에서 특히 나노튜브의 직경, 길이, 결정성 제어가 많은 관심을 끌고 있다. 탄소나노튜브의 성장 특성에 영향을 줄 수 있는 요인으로 온도, 압력, 탄화수소가스, 운반가스 등 여러 가지가 있지만 본 연구에서는 NH3 가스가 나노튜브의 성장특성에 미치는 영향을 조사하였다. Si(100) 기판 위에 Al(5nm)과 Invar 촉매층(1nm)을 전자빔 증발법으로 증착한 후, 열화학기상증착법을 이용하여 650℃, 1.5torr에서 탄소나노튜브를 성장시켰다. 탄소나노튜브의 합성 공정은 촉매의 클러스터화를 위한 어닐링 과정과 성장 과정으로 구성되어 있다. 먼저 Ar 분위기에서 어닐링한 후 Ar+C2H2 혼합가스를 이용하여 나노튜브를 합성하였다. 그 후 어닐링 및 성장 과정 각각에서 NH3의 첨가량이 나노튜브의 성장에 미치는 영향을 관찰하였다. 첫째, 성장 조건을 일정하게 유지한 상태에서 Ar+NH3 가스의 조성비를 변화시켜가며 어닐링하였다. 두 번째, 어닐링 조건을 일정하게 하고 성장 시의 Ar+NH3+ C2H2 조성비를 변화시켜 탄소나노튜브의 성장에 미치는 NH3의 영향을 조사하였다. 성장된 탄소나노튜브의 특성은 주사전자현미경, 투과전자현미경 및 Raman 분광기를 통해 분석하였다. |
