KR101067085B1 - Catalyst-free graphene growth method - Google Patents
Catalyst-free graphene growth method Download PDFInfo
- Publication number
- KR101067085B1 KR101067085B1 KR1020090039332A KR20090039332A KR101067085B1 KR 101067085 B1 KR101067085 B1 KR 101067085B1 KR 1020090039332 A KR1020090039332 A KR 1020090039332A KR 20090039332 A KR20090039332 A KR 20090039332A KR 101067085 B1 KR101067085 B1 KR 101067085B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- graphene
- substrate
- catalyst
- carbon
- growth method
- Prior art date
Links
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 200
- 229910021389 graphene Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 142
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 63
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 64
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 44
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims abstract description 30
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 9
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims description 25
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 22
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 8
- 239000002356 single layer Substances 0.000 claims description 6
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 claims description 5
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 claims description 4
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 claims description 4
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 230000003993 interaction Effects 0.000 claims description 3
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 3
- VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N Ethene Chemical compound C=C VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000005977 Ethylene Substances 0.000 claims description 2
- HSFWRNGVRCDJHI-UHFFFAOYSA-N alpha-acetylene Natural products C#C HSFWRNGVRCDJHI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 125000002534 ethynyl group Chemical group [H]C#C* 0.000 claims description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000010453 quartz Substances 0.000 claims description 2
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 2
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 230000006911 nucleation Effects 0.000 claims 1
- 238000010899 nucleation Methods 0.000 claims 1
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 17
- 230000008569 process Effects 0.000 description 14
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 13
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 13
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 12
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 12
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 8
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 7
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 7
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 6
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 5
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 4
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 description 4
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 description 4
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 3
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 3
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 2
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 2
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 2
- 235000012431 wafers Nutrition 0.000 description 2
- 238000001069 Raman spectroscopy Methods 0.000 description 1
- FRYDSOYOHWGSMD-UHFFFAOYSA-N [C].O Chemical compound [C].O FRYDSOYOHWGSMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002041 carbon nanotube Substances 0.000 description 1
- 229910021393 carbon nanotube Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000001311 chemical methods and process Methods 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000004435 hydrogen atom Chemical class [H]* 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 230000002401 inhibitory effect Effects 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000001151 other effect Effects 0.000 description 1
- 238000004528 spin coating Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B32/00—Carbon; Compounds thereof
- C01B32/15—Nano-sized carbon materials
- C01B32/182—Graphene
- C01B32/184—Preparation
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/02104—Forming layers
- H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
- H01L21/02612—Formation types
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B2204/00—Structure or properties of graphene
- C01B2204/02—Single layer graphene
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B2204/00—Structure or properties of graphene
- C01B2204/04—Specific amount of layers or specific thickness
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Nanotechnology (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Carbon And Carbon Compounds (AREA)
Abstract
무촉매 그래핀 성장 방법이 제공된다. A catalyst free graphene growth method is provided.
본 발명의 실시예에 따른 무촉매 그래핀 성장 방법은, 탄소가 포함된 기체 속에 기판을 두는 단계; 촉매를 사용하지 않은 상태에서 상기 기판을 가열하는 단계; 및 상기 기판 위에 그래핀이 형성되는 단계를 포함한다. Non-catalytic graphene growth method according to an embodiment of the present invention, placing the substrate in a gas containing carbon; Heating the substrate without using a catalyst; And forming graphene on the substrate.
그래핀(Graphene), FLG(Few Layer Graphene) Graphene, Few Layer Graphene
Description
본 발명은 그래핀을 제조하는 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 탄소가 포함된 기체 속에서 촉매를 사용하지 않고서 기판을 고온으로 가열함으로써 그래핀이 형성될 수 있는, 무촉매 그래핀 성장 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a method for producing graphene, and more particularly, a graphene-free method for growing graphene can be formed by heating the substrate to a high temperature without using a catalyst in a gas containing carbon. It is about.
탄소나노튜브와는 달리 그래핀은 유일한 평면 구조를 가지며, 기존의 잘 알려진 식각 방법을 이용하여 패턴 공정도 할 수 있어서, 그래핀이 가지고 있는 독특한 물리적 특성을 충분히 활용하여 대형 소자를 만들 수 있으리라 기대된다. 하지만, 이러한 기대를 충족하기 위해서는 먼저 대면적의 양질의 그래핀 제조 기술이 선행되어야 한다. Unlike carbon nanotubes, graphene has a unique planar structure and can be patterned using well-known etching methods, so that large-scale devices can be made by fully utilizing the unique physical properties of graphene. do. However, in order to meet these expectations, a large-area high quality graphene manufacturing technology must first be preceded.
초기에 그래핀의 독특한 물리적 성질들은 그래파이트에 스카치 테이프를 붙인 뒤 떼어내어 스카치 테이프에 달라붙어 있는 그래핀을 다른 기판에 옮겨 만들어진 그래핀 시료로부터 연구하여 왔다. 하지만, 최근들어 그래핀을 성장시키거나 합성해보려는 많은 시도가 진행 중이며 이미 여러 방법들이 개발되어 소개되었다. Initially, the unique physical properties of graphene have been studied from graphene samples made by attaching scotch tape to graphite, then peeling off and attaching the graphene on the scotch tape to another substrate. Recently, however, many attempts have been made to grow or synthesize graphene, and several methods have already been developed and introduced.
첫번째 방법으로, 그래핀 연구의 초창기부터 활용되어 오고 있는 일명 스카치 테이프 기술을 살펴보기로 한다. 이 기술은 그래핀층 간에 작용하는 반데르 바 알스 상호작용인력은 화학 결합에 비해 상대적으로 매우 약하다는 성질을 이용하여, 접착성이 좋은 스카치 테이프를 그래파이트 윗면에 접착한 후 그래핀을 그래파이트로부터 떼어내는 기술이다. 이 방법의 장점으론 그래파이트의 결정 구조가 좋아 상대적으로 큰 domain의 그래핀을 얻을 수 있다는 것이다. As a first method, let's take a look at Scotch tape technology, which has been used since the early days of graphene research. This technology uses the property that the van der Waals interaction forces acting between graphene layers are relatively weak compared to chemical bonds, so that the adhesive scotch tape is adhered to the top of graphite and then the graphene is separated from the graphite. Technology. The advantage of this method is that the crystal structure of graphite is good, so that graphene of a relatively large domain can be obtained.
하지만, 스카치 테이프를 이용한 그래핀의 분리 및 증착 방법은 소자 개발에 적용하기에는 많은 한계를 가지고 있다. 즉, 이러한 방법으로 얻어진 그래핀의 크기는 일반적으로 수십 마이크로미터 이내이며, 스카치 테이프로부터 기판 위에 증착하는 과정에서 그래핀과 여러층의 그래파이트는 쉽게 부셔지면서 그래핀과 그래파이트 조각들이 기판위에 무질서 하게 섞여서 현미경과 라만 분광기와 같은 분석 장비를 이용하여 그래핀을 찾고 확인해야 하는 문제점을 가지고 있다. 이러한 방법으론 그래핀을 대형 소자 개발에 활용하기에는 부적합하다. However, the method of separating and depositing graphene using Scotch tape has many limitations for application to device development. In other words, the size of graphene obtained by this method is generally within several tens of micrometers. In the process of depositing on the substrate from Scotch tape, graphene and multiple layers of graphite are easily broken, and the graphene and graphite pieces are randomly mixed on the substrate. There is a problem of finding and confirming graphene using analytical equipment such as a microscope and a Raman spectrometer. This method is not suitable for using graphene in large device development.
두번째 방법으로, 극성 구조를 가지고 있는 재료 즉 실리콘카바이드 (SiC)와 같은 극성면을 고온에서 열처리하여 표면의 실리콘을 차별적으로 증발 시키고 탄소성분은 표면에 남겨 결정화하여 실리콘카바이드 표면 위에 그래핀을 성장시키는 방법이다. 하지만, 이 방법은 무엇보다도 실리콘카바이드 웨이퍼 그 자체가 워낙 비싸며, 아직 큰 크기의 실리콘카바이드 웨이퍼가 만들어지고 있지 않다. 또한, 실리콘카바이드로부터 성장한 그래핀의 domain 크기가 매우 작아 대형 소자 목적으로 활용하기에는 더더욱 부적합하다는 문제점이 있다. In the second method, polar materials such as silicon carbide (SiC) are heat-treated at high temperature to differentially evaporate silicon on the surface, and carbon components remain on the surface to crystallize to grow graphene on the silicon carbide surface. It is a way. However, this method is, among other things, very expensive silicon carbide wafers themselves, and large size silicon carbide wafers are not yet made. In addition, the graphene grown from silicon carbide has a problem that the domain size is very small and even more inappropriate to use for large device purposes.
세번째 방법으로, 그래파이트의 층간에 이물질을 끼운 그래파이트나 그래파이트 산화물을 용액에 분산시킨 뒤 기판위에 스핀코팅하고 나서 그래파이트 산화물 을 환원시키거나 표면에 달라붙어 있는 불순물을 제거함으로써 그래핀을 얻는 방법이다. 이러한 공정방법은 나름대로의 장점을 가지고 있으나, 그래파이트나 그래파이트 산화물에 의존하고, 여러 가지 복잡한 화학 공정으로 인하여 그래핀이 크게 손상될 수 있다는 문제가 있다. 이와 더불어, 유기화학 합성방법을 이용하여 그래핀을 탄소 수화물로부터 직접 합성하였으나, 아직 큰 크기의 그래핀을 합성하지는 못하였다. The third method is to obtain graphite by dispersing graphite or graphite oxide having a foreign material interposed between the layers of graphite in a solution, spin coating the substrate, and then reducing the graphite oxide or removing impurities adhering to the surface. This process method has its advantages, but it depends on graphite or graphite oxide, there is a problem that the graphene can be significantly damaged due to various complex chemical processes. In addition, the graphene was synthesized directly from the carbon hydrate using an organic chemical synthesis method, but has not yet synthesized a large size graphene.
한편, 여러 연구그룹에서 금속 촉매 위에 그래핀을 직접 성장하는 방법 등을 연구해 오고 있는데, 특히 최근엔 증착된 니켈 촉매 표면 위에 그래핀을 성장한 뒤 그래핀을 니켈 금속 표면으로부터 떼어내는 방법이 한국의 연구진들에 의해서 개발되어 네이처 학술 잡지에 발표된 바 있다. 기존에 비해 진일보한 뛰어난 연구 업적이라 할 수 있다. Meanwhile, several research groups have been investigating the method of directly growing graphene on metal catalysts. In particular, recently, a method of growing graphene on a deposited nickel catalyst surface and then removing graphene from the nickel metal surface has been studied in Korea. It was developed by a group and published in Nature Journal. It is an outstanding research achievement compared to the past.
하지만, 촉매 금속도 전도체이므로 그래핀의 특성을 활용하는데 저해 요소로 작용하며, 그래핀을 투명 전극에 활용하는 경우에 있어서 촉매 금속으로 인해 빛이 통과할 수 없는 문제가 있다. However, since the catalytic metal is also a conductor, it acts as an inhibitory factor in utilizing the characteristics of graphene, and when graphene is used in a transparent electrode, light cannot pass through the catalytic metal.
또한, 촉매 금속 표면 위에 그래핀을 성장시킨 뒤 그래핀을 촉매로부터 떼어내는 과정이 어렵다는 문제가 있다. 그래핀 밑에 붙어 있는 니켈 금속 층을 제거하기 위해서 수십 또는 수백 nm 밖에 되지 않는 니켈층을 단면적이 매우 작은 측면으로부터 점차적으로 화학적으로 에칭을 해야 하는데, 이는 에칭액이 확산해 가는데 장시간이 소요되어 대면적의 그래핀을 획득하는데는 효율적이지 못하다. 일 예로 니켈의 에칭을 대략적으로 평가 해보면, 시편의 폭이 2cm 이고 니켈층의 두께가 200 nm 인 경우라면 종횡비(aspect ratio)가 약 100,000 이나 되어 액체 에칭액을 이용하여 니켈을 에칭하는 데에는 상당한 시간이 소요 될 것으로 예상된다. 특히, 대형의 시료를 이러한 방법으로 만드는 것은 비현실적이라 할 수 있다. 비록 니켈층 밑에 있는 상대적으로 두꺼운 실리콘 산화막을 먼저 에칭하고 나중에 니켈을 에칭한다 할지라도 여전히 실리콘 산화막을 제거하는데 걸리는 시간은 앞의 경우와 비슷하여, 대면적의 그래핀을 제조하는데는 효율적인 방법이라 할 수 없다. In addition, there is a problem that it is difficult to remove the graphene from the catalyst after growing the graphene on the catalyst metal surface. In order to remove the nickel metal layer underneath the graphene, the nickel layer having only tens or hundreds of nm needs to be chemically etched gradually from the side with a very small cross-sectional area, which takes a long time for the etching liquid to diffuse. It is not efficient at obtaining graphene. As an example, roughly evaluating the etching of nickel, if the width of the specimen is 2 cm and the thickness of the nickel layer is 200 nm, the aspect ratio is about 100,000, which is a considerable time for etching nickel using a liquid etching solution. It is expected to take. In particular, it is impractical to make large samples in this way. Although the relatively thick silicon oxide layer underneath the nickel layer is etched first and the nickel is later etched, the time taken to remove the silicon oxide is still similar to the previous case, which is an efficient method for producing large-area graphene. Can't.
따라서, 상술한 문제점을 해결하기 위하여 본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 소자 개발에 방해가 되는 촉매를 사용하지 않으면서 탄소의 단일층 또는 10층 이하의 구조를 가지는 그래핀을 제조할 수 있는, 무촉매 그래핀 성장 방법을 제공하는 것이다. Therefore, the problem to be solved by the present invention in order to solve the above problems, can be produced graphene having a structure of a single layer or less than 10 layers of carbon without using a catalyst that interferes with the device development, It is to provide a method for growing non-catalyst graphene.
또한, 본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 기술적 과제는, 그래핀 성장시 사용되는 금속 촉매로 인한 작은 도메인의 그래핀의 형성 문제와 제조된 그래핀의 활용시 촉매 금속층을 제거해야 하는 문제가 발생하지 않도록 큰 도메인과 균일한 분포를 가진 양질의 그래핀을 대면적 단위로 제조할 수 있는, 무촉매 그래핀 성장 방법을 제공하는 것이다. In addition, another technical problem to be solved by the present invention, the problem of the formation of small domain graphene due to the metal catalyst used in the growth of graphene and the problem of removing the catalyst metal layer when using the prepared graphene does not occur The present invention provides a catalyst-free graphene growth method that can produce high-quality graphene having a large domain and a uniform distribution in large area units.
본 발명이 해결하고자 하는 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 명확하게 이해될 수 있을 것이다.Problems to be solved by the present invention are not limited to the above-mentioned problems, and other problems not mentioned will be clearly understood from the following description.
전술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 무촉매 그래핀 성장 방법은, 탄소가 포함된 기체 속에 기판을 두는 단계; 촉매를 사용하지 않은 상태에서 상기 기판을 가열하는 단계; 및 상기 기판 위에 그래핀이 형성되는 단계를 포함한다. A catalyst-free graphene growth method according to an embodiment of the present invention for achieving the above technical problem, the step of placing a substrate in a gas containing carbon; Heating the substrate without using a catalyst; And forming graphene on the substrate.
상기 다른 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 그래핀은 무촉매 그래핀 성장 방법에 의해 제조되는 탄소의 단일층 또는 10층 이하의 그래핀을 포함한다. Graphene according to an embodiment of the present invention for achieving the above another technical problem includes a graphene of a single layer or less than 10 layers of carbon produced by a catalyst-free graphene growth method.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.Specific details of other embodiments are included in the detailed description and the drawings.
상기한 바와 같은 본 발명의 실시예에 따른 무촉매 그래핀 성장 방법에 의하면, 다음과 같은 효과가 하나 이상 존재한다. According to the non-catalyst graphene growth method according to an embodiment of the present invention as described above, one or more of the following effects are present.
첫째, 소자 개발에 방해가 되는 촉매를 사용하지 않으면서 직접 그래핀을 대면적 단위로 제조할 수 있는 장점이 있다. First, graphene can be manufactured in large area units directly without using a catalyst that hinders device development.
둘째, 그래핀 성장시 사용되는 금속 촉매로 인한 작은 도메인의 그래핀의 형성 문제와 제조된 그래핀의 활용시 촉매 금속층을 제거해야 하는 문제가 발생하지 않아 큰 도메인과 균일한 분포를 가진 양질의 그래핀을 대면적 단위로 제조할 수 있다는 장점이 있다. Second, the formation of small domains of graphene due to the metal catalyst used in the growth of graphene, and the problem of removing the catalyst metal layer when using the prepared graphene does not occur. The advantage is that the pins can be manufactured in large area units.
셋째, 지극히 얇으면서도 높은 전기 전도도를 보이는 그래핀의 성질로 인해, 미래의 디스플레이, 전자소자 및 태양전지의 투명전극으로 사용할 수 있으며, 또한, 단일 원자층으로 구성된 그래핀은 접촉 면적이 월등히 커 화합물이나 바이오센서에 사용될 수 있다는 장점이 있다. Third, due to the extremely thin and high conductivity of graphene, it can be used as a transparent electrode for future displays, electronic devices, and solar cells. In addition, graphene composed of a single atomic layer has a large contact area. But it can be used in biosensors.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다. The effects of the present invention are not limited to the above-mentioned effects, and other effects not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the description of the claims.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.Advantages and features of the present invention and methods for achieving them will be apparent with reference to the embodiments described below in detail with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but can be implemented in various different forms, and only the embodiments make the disclosure of the present invention complete, and the general knowledge in the art to which the present invention belongs. It is provided to fully inform the person having the scope of the invention, which is defined only by the scope of the claims. Like reference numerals refer to like elements throughout.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises) (includes)" 및/또는 "포함하는(comprising) (including)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. 다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다. The terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the invention. In the present specification, the singular form includes plural forms unless otherwise specified in the specification. As used herein, the term "comprises" and / or "comprising" includes the elements, steps, operations, and / or elements mentioned in one or more other components, steps, operations. And / or does not exclude the presence or addition of devices. Unless otherwise defined, all terms (including technical and scientific terms) used in the present specification may be used in a sense that can be commonly understood by those skilled in the art. In addition, the terms defined in the commonly used dictionaries are not ideally or excessively interpreted unless they are specifically defined clearly.
이하, 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위하여 본 발명에 따른 실시예들을 첨부 도면을 참조하면서 보다 상세하게 설명하고자 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings in order to describe the present invention in more detail.
먼저, 본 발명에 따른 실시예들을 설명하기에 앞서 촉매를 사용하지 않고 그래핀을 제조하는 기술의 원리에 대해 언급하기로 한다. First, prior to describing the embodiments according to the present invention will be mentioned the principle of the technique for producing graphene without using a catalyst.
자연에 상존하는 탄소를 함유하는 기체가 일반적으로 고체 표면에 달라붙는다. 특히, 가끔 주사전자현미경으로 시료의 표면을 관찰할 때 시료 표면위에 탄소막이 형성되는 것을 경험할 수 있다. 이는 시료 위에 놓인 탄소를 함유한 기체가 전자빔에 노출됨으로써 탄소막이 형성되는 것이다. 이러한 현상에 착안하여, 단일층의 탄소 원자로 구성된 그래핀 또는 10층 이하의 소수층으로 구성된 그래핀을 합성할 수 있는 것이다. 그래핀을 고체 표면에 성장시키기 위해서 많은 양의 탄소가 필요하지도 않으며, 기판에 수직으로 성장하는 효율도 높을 필요가 없다. 단순히, 탄소가 포함된 기체 안에서 고체 기판을 촉매를 사용하지 아니하고 고온에서 가열하게 되면, 아주 얇고 작은 나노 그래핀 층으로 구성된 그래핀이 고체 기판 위에 형성됨을 확인하였다. 즉, 촉매를 사용하지 아니하고도 평면 구조를 가진 결정성이 좋은 그래핀을 성장할 수 있는 것이다. Gases containing carbon present in nature generally cling to solid surfaces. In particular, when the surface of the sample is observed with a scanning electron microscope, a carbon film may be formed on the surface of the sample. The carbon film is formed by exposing the carbon-containing gas on the sample to an electron beam. In view of such a phenomenon, it is possible to synthesize graphene composed of a single layer of carbon atoms or graphene composed of 10 or less hydrophobic layers. There is no need for a large amount of carbon to grow graphene on a solid surface, and the efficiency of growing perpendicular to the substrate does not need to be high. Simply, when the solid substrate is heated at a high temperature without using a catalyst in a gas containing carbon, it was confirmed that graphene composed of a very thin and small layer of nano graphene is formed on the solid substrate. That is, it is possible to grow a good crystallin graphene having a planar structure without using a catalyst.
여기에서 더 나아가, 다양한 용도로 그래핀을 활용하기 위해서는 그래핀의 도메인의 크기를 키울 필요가 있다. 이를 위해서는, 측면 성장 비율은 빠르면서 기판의 수직 방향으론 성장비가 매우 낮아야 한다. 일반적으로, 촉매를 사용할 경우에는 수직 성장과 수평 성장이 매우 빠르나, 본 발명의 실시예에서와 같이 촉매를 사용하지 않은 고체 기판에서는 탄소가 일정 온도에서 아주 적은 양이 용해되므로, 수직 성장 확률은 극히 적게 된다. Furthermore, in order to utilize graphene for various purposes, it is necessary to increase the size of the graphene domain. For this purpose, the lateral growth rate must be fast and the growth rate must be very low in the vertical direction of the substrate. In general, vertical growth and horizontal growth are very fast when using a catalyst, but in a solid substrate without a catalyst as in the embodiment of the present invention, since carbon dissolves in a small amount at a certain temperature, the vertical growth probability is extremely low. Less.
이제, 전술한 바와 같이 그래핀을 제조하는 기술의 원리에 기초하여 구체적으로 본 발명의 실시예에 따른 무촉매 그래핀 성장 방법을 설명하기로 한다. Now, as described above, the method for growing the non-catalytic graphene according to the embodiment of the present invention will be described in detail based on the principle of the graphene manufacturing technique.
후술하는 본 발명의 실시예에서 사용되는 그래핀(Graphene)이라는 용어는 탄소의 단일층 뿐만 아니라 10층 이하의 소수층까지 포함하는 의미로 사용되는 것이므로, 본 발명의 권리범위는 10층 이하의 소수층 그래핀(Few Layer Graphene)에도 미칠 수 있는 것이다. Graphene (Graphene) used in the embodiments of the present invention to be described later is used as a meaning including not only a single layer of carbon but also a hydrophobic layer of less than 10 layers, the scope of the present invention is a hydrophobic layer of less than 10 layers It can also affect the Few Layer Graphene.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 무촉매 그래핀 성장 방법의 전체 흐름도이다. 1 is an overall flowchart of a method for growing a non-catalyzed graphene according to an embodiment of the present invention.
먼저, 탄소가 포함된 기체 속에 기판을 두게 된다(S100). First, the substrate is placed in a gas containing carbon (S100).
그리고, 촉매를 사용하지 않은 상태에서 기판을 가열한다(S200). 만약, 기판을 탄소가 포함된 기체가 아닌 일반 대기 중에 노출시킨 뒤에 그 기판을 반응로에서 가열하는 방안을 고려할 수 있으나, 대기 중에 노출된 기판을 단순히 가열해서는 그래핀 층이 형성되지 않는다. 이는 기판 표면 위에 달라붙어 있던 탄소를 포함한 기체가 온도가 상승됨에 따라 날라가 버리기 때문이다. Then, the substrate is heated without using the catalyst (S200). If the substrate is exposed to a general atmosphere other than a gas containing carbon, a method of heating the substrate in a reactor may be considered, but the graphene layer is not formed by simply heating the substrate exposed to the atmosphere. This is because a gas containing carbon that has been stuck to the substrate surface is blown off as the temperature increases.
여기서, 탄소가 포함된 기체는 아세틸렌(C2H2)이나 에틸렌(C2H4)이 가장 바람직하지만 탄소를 포함하는 기체라면 본 발명의 실시예에 적용 가능할 것이다. 물론, 이러한 기체들 중 2 이상을 혼합하여 사용하는 것도 가능하며, 수송 가스를 함께 혼합할 수도 있다. 수송 가스로는 불활성 가스인 아르곤(Ar)이 바람직하며, 탄소가 포함된 기체의 캐리어(Carrier) 역할을 할 뿐만 아니라 탄소의 농도를 조절하거나 기판의 표면의 열을 빼앗는 기능을 하기도 한다. Here, the gas containing carbon is most preferably acetylene (C 2 H 2 ) or ethylene (C 2 H 4 ), but if the gas containing carbon will be applicable to the embodiment of the present invention. Of course, it is also possible to use two or more of these gases in a mixture, or to mix the transport gases together. Argon (Ar), which is an inert gas, is preferable as the transport gas, and not only serves as a carrier of a gas containing carbon, but also functions to control the concentration of carbon or to take heat from the surface of the substrate.
또한, 여기서 사용되는 기판은 특별한 제한이 없어 거의 모든 기판을 사용하여 그래핀을 성장시킬 수 있으나, 여기서는 실리콘 기판, 실리콘 산화물 기판, 및 쿼츠 기판을 이용하여 실험적으로 구현해 보았다. In addition, since the substrate used herein is not particularly limited, almost all of the substrates can be used to grow graphene. Here, the silicon substrate, the silicon oxide substrate, and the quartz substrate have been empirically implemented.
기판을 가열하는 조건은 0.1 내지 100 Torr의 압력 조건 하에서 700 내지 1100℃의 온도 조건이 바람직하다. 그리고, 탄소가 포함된 기체가 기판의 주위에서 유동하는 비율은 20 내지 30 SCCM(Standard Cubic Centimeter per Minute)이 바람직하다. 수송 가스인 불활성 가스의 유동 비율은 50 SCCM이 바람직하다. The conditions for heating the substrate is preferably a temperature of 700 to 1100 ℃ under a pressure of 0.1 to 100 Torr. In addition, the ratio of the gas containing carbon to flow around the substrate is preferably 20 to 30 SCCM (Standard Cubic Centimeter per Minute). As for the flow rate of the inert gas which is a transport gas, 50 SCCM is preferable.
전술한 조건 하에서 기판을 가열하게 되면, 기판 위에 그래핀이 형성된다(S300). When the substrate is heated under the above-described conditions, graphene is formed on the substrate (S300).
그래핀이 형성되는 과정은 크게 두 과정으로 나누어 지는 바, 첫째는 기판의 표면에서 그래핀이 고속으로 성장하는 고속 성장(Fast Growth) 과정이며, 둘째는 기판 속에 용해된 탄소의 확산(diffusion)에 의해 저속으로 성장하는 저속 성장(Slow Growth) 과정이다. 이러한 고속 성장과 저속 성장에 의한 그래핀의 형성 과정에 대해서는 도 2 내지 도 4를 참조하여 설명하기로 한다. The process of forming graphene is largely divided into two processes. First, a fast growth process in which graphene grows at a high speed on the surface of a substrate, and second, a diffusion of carbon dissolved in the substrate. It is a slow growth process that grows slowly. Graphene formation by the fast growth and the slow growth will be described with reference to FIGS. 2 to 4.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 무촉매 그래핀 성장 방법에 의해 그래핀이 형성되는 과정의 흐름도이고, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 그래핀의 성장 매카니즘을 도식적으로 나타낸 도면이고, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 그래핀이 고속 성장과 저속 성장에 의해 제조되는 과정을 도식적으로 나타내는 도면이다. 2 is a flowchart illustrating a process of forming graphene by a catalyst-free graphene growth method according to an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a diagram schematically illustrating a growth mechanism of graphene according to an embodiment of the present invention. 4 is a diagram schematically illustrating a process in which graphene is manufactured by fast growth and slow growth according to an embodiment of the present invention.
먼저, 도 3에 도시된 그래핀의 성장 매카니즘을 살펴보면, 왼쪽에 도시된 그림에서는 탄소가 포함된 기체 속에 놓여진 기판을 0.1 내지 100 Torr의 압력 조건과 700 내지 1100℃의 온도 조건 하에서 가열하기 시작하면서 기판 내부에 탄소 원자가 확산되어 존재하는 상태를 보여주고 있다. 도 3의 오른쪽에 도시된 그림에서는 고속 성장에 의한 그래핀의 형성과 동시에 기판 속에 용해된 탄소에 의해 저속 성장이 이미 개시되어 진행되고 있음을 보여주고 있는 것이다. 일반적으로, 기판 속의 탄소의 농도나 밀도는 기판의 깊이가 깊어질수록 낮아질 것이다. First, looking at the growth mechanism of the graphene shown in FIG. 3, in the figure shown on the left, the substrate placed in the gas containing carbon is started to be heated under a pressure condition of 0.1 to 100 Torr and a temperature of 700 to 1100 ° C. It shows the state where carbon atoms are diffused inside the substrate. 3 shows that the low-speed growth is already started and progressed by the carbon dissolved in the substrate simultaneously with the formation of the graphene by the high-speed growth. In general, the concentration or density of carbon in the substrate will decrease as the depth of the substrate increases.
이제, 구체적으로 무촉매 그래핀이 형성되는 과정을 도 2 및 도 4를 참조하여 시간 순으로 살펴보기로 한다. Now, specifically, the process of forming the non-catalyst graphene will be described in chronological order with reference to FIGS. 2 and 4.
먼저, 기판의 주위에 존재하는 탄소를 포함하는 기체가 기판의 가열에 의해 온도가 상승하면서 기판 표면 상에 그래핀이 성장되기 시작한다(S302). 이는 도 4의 (a) 그림에 해당할 수 있다. 이 상태에서 온도를 낮추면서 냉각시키면 하나 이상의 탄소층의 추가로 형성되면서 소수층의 그래핀을 획득할 수 있다. 이를 나타내는 것이 도 4의 (b) 그림에 해당된다. 여기서, 온도를 낮추는 냉각속도는 20℃/min 내지 100℃/min이 바람직하다. First, graphene grows on the surface of a substrate as the gas containing carbon existing around the substrate increases in temperature by heating of the substrate (S302). This may correspond to the figure (a) of FIG. Cooling while lowering the temperature in this state can be obtained by addition of one or more carbon layer to obtain a hydrophobic graphene. This is shown in FIG. 4 (b). Here, the cooling rate for lowering the temperature is preferably 20 ℃ / min to 100 ℃ / min.
한편, 도 4의 (a) 상태에서 성장된 그래핀을 산소(O2)나 수소(H2) 기체를 이용하여 고속 성장된 그래핀을 제거한 뒤 기판 내부에 녹아있는 탄소만으로도 그래핀을 획득할 수 있다(S304). 이 경우, 획득되는 그래핀은 단일층으로 이루어진 그래핀이며, 조건에 따라서는 2 이상 10 이하의 층으로 이루어진 소수의 그래핀층일 수도 있다. Meanwhile, graphene grown in the state of FIG. 4 (a) is removed using graphene grown at high speed using oxygen (O 2 ) or hydrogen (H 2 ) gas, and graphene may be obtained using only carbon dissolved in the substrate. It may be (S304). In this case, the obtained graphene is graphene composed of a single layer, and depending on conditions, a few graphene layers composed of two or more and ten or less layers may be used.
이와 같은 고속 성장에 의해 형성된 그래핀을 1차로 획득한 이후에는 저속 성장에 의해 형성된 그래핀을 2차로 획득할 수 있다. 물론, 고속 성장이 완료되어야 저속 성장이 시작될 수 있는 것은 아니며, 고속 성장이 이루어지고 있는 도중에 저속 성장도 함께 이루어지는 것이며, 다만 고속 성장의 성장 속도가 저속 성장의 성장 속도보다 더 빠르기 때문에 고속 성장에 의한 그래핀이 먼저 형성될 수 있다는 것이다. After acquiring the graphene formed by the rapid growth as the first, the graphene formed by the slow growth may be obtained as the secondary. Of course, low-speed growth cannot be started when fast growth is completed, and low-speed growth is also performed during high-speed growth. However, since the high-speed growth is faster than the low-speed growth, Graphene can be formed first.
전술한 S304 과정을 수행한 이후에, 20℃/min 내지 100℃/min 범위 내의 일정한 냉각속도로 다시 온도를 하강시키면 기판 속에 용해되어 있는 탄소가 응집되면서 핵을 형성(Nucleation)한다(S306). 핵형성된 탄소가 기판의 표면과 표면 아래에서 확산(surface diffusion)되면서 탄소 원자들끼리 상호 작용(interaction)을 일으킨다(S308). 이는 도 4의 (c) 그림에 해당된다. After performing the above-described S304 process, when the temperature is lowered again at a constant cooling rate within the range of 20 ° C./min to 100 ° C./min, carbon dissolved in the substrate aggregates to form nuclei (Sucleation). As the nucleated carbon diffuses from the surface of the substrate to the surface of the substrate, the carbon atoms interact with each other (S308). This corresponds to the figure (c) of FIG.
이 상태에서 다시 냉각을 시키면 확산과 상호 작용에 의해 탄소 원자끼리 응집되면서 그래핀이 성장하며(S310), 이와 같이 성장된 그래핀을 분리함으로써 그래핀을 2차로 획득할 수 있다(S312). 이는 도 4의 (d) 그림에 해당한다. 여기서의 냉 각 속도는 S306 과정에서의 냉각속도와 마찬가지로 20℃/min 내지 100℃/min로 설정할 수 있으나, 경우에 따라서는 좀 더 빠른 속도로 냉각할 수도 있다. When cooling again in this state, the graphene grows as the carbon atoms aggregate by diffusion and interaction (S310), and graphene may be secondarily obtained by separating the grown graphene (S312). This corresponds to Figure 4 (d). Here, the cooling rate may be set to 20 ° C./min to 100 ° C./min similar to the cooling rate in S306, but in some cases, may be cooled at a higher speed.
도 5는 본 발명의 실시예에 따르는 그래핀의 저속 성장에서 탄소의 농도에 따라 그래핀의 도메인의 크기가 달라지는 과정을 도식적으로 나타내는 도면이다. 5 is a diagram schematically illustrating a process of changing the size of the domain of graphene according to the concentration of carbon in the slow growth of graphene according to an embodiment of the present invention.
도 5의 (a)를 참조하면, 상대적으로 저온 상태에서 낮은 밀도의 탄소가 핵형성(Nucleation)되면 작은 도메인의 나노그래핀 패치가 형성되는 것을 알 수 있다. 이에 반해, 도 5의 (b)를 참조하면, 상대적으로 고온 상태에서 높은 밀도의 탄소가 핵형성(Nucleation)되면 상대적으로 큰 스케일의 도메인을 가지는 그래핀 패치가 형성되는 것을 알 수 있다. Referring to (a) of FIG. 5, it can be seen that when a low density carbon is nucleated in a relatively low temperature state, a nanodomain patch of a small domain is formed. On the contrary, referring to FIG. 5 (b), it can be seen that when a high density carbon is nucleated in a relatively high temperature state, a graphene patch having a domain having a relatively large scale is formed.
도 6은 기존의 그래핀 제조 기술에 의해 생성된 그래핀과 본 발명의 실시예에 따른 무촉매 그래핀 성장 방법에 의해 생성된 그래핀을 비교한 도면이다. 6 is a graph comparing the graphene produced by the graphene produced by the conventional graphene production technology and the non-catalyst graphene growth method according to an embodiment of the present invention.
도 6의 상부 그림에서는 기존의 그래핀 제조 기술을 나타내는 것으로서, 기판(100), 이산화 규소(110), 금속 촉매(120)의 순서로 형성된 구조 위에 그래핀(130)이 형성되어 있다. 반면에, 도 6의 하부 그림에서는 본 발명의 실시예에 따른 방법에 의해 기판(100)과 이산화 규소(110)의 순서로 형성된 구조 위에 금속 촉매가 없이 직접적으로 그래핀(130)이 형성되어 있음을 알 수 있다. 이는 촉매를 사용하지 않는 고체 기판의 경우에는 일정한 온도에서 아주 적은 양의 탄소를 고체 기판의 표면에 용해시킬 수 있어 촉매를 사용하지 않는 한 수직 성장 비율이 극히 낮아졌기 때문이다. 6 illustrates a conventional graphene manufacturing technique, and the graphene 130 is formed on a structure formed in the order of the substrate 100, the
이상과 같이 본 발명을 도면에 도시한 실시예를 참고하여 설명하였으나, 이 는 발명을 설명하기 위한 것일 뿐이며, 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 발명의 상세한 설명으로부터 다양한 변형 또는 균등한 실시예가 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 권리범위는 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 결정되어야 한다. As described above, the present invention has been described with reference to the embodiments shown in the drawings. However, the present invention is only for describing the present invention, and those skilled in the art to which the present invention pertains can make various modifications from the detailed description of the present invention. It will be appreciated that equivalent embodiments are possible. Accordingly, the true scope of the present invention should be determined by the technical idea of the claims.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 무촉매 그래핀 성장 방법의 전체 흐름도이다. 1 is an overall flowchart of a method for growing a non-catalyzed graphene according to an embodiment of the present invention.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 무촉매 그래핀 성장 방법에 의해 그래핀이 형성되는 과정의 흐름도이다. 2 is a flowchart illustrating a process of forming graphene by a catalyst-free graphene growth method according to an embodiment of the present invention.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 그래핀의 성장 매카니즘을 도식적으로 나타낸 도면이다. 3 is a diagram schematically showing a growth mechanism of graphene according to an embodiment of the present invention.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 그래핀이 고속 성장과 저속 성장에 의해 제조되는 과정을 도식적으로 나타내는 도면이다. 4 is a diagram schematically illustrating a process in which graphene is manufactured by fast growth and slow growth according to an embodiment of the present invention.
도 5는 본 발명의 실시예에 따르는 그래핀의 저속 성장에서 탄소의 농도에 따라 그래핀의 도메인의 크기가 달라지는 과정을 도식적으로 나타내는 도면이다. 5 is a diagram schematically illustrating a process of changing the size of the domain of graphene according to the concentration of carbon in the slow growth of graphene according to an embodiment of the present invention.
도 6은 기존의 그래핀 제조 기술에 의해 생성된 그래핀과 본 발명의 실시예에 따른 무촉매 그래핀 성장 방법에 의해 생성된 그래핀을 비교한 도면이다. 6 is a graph comparing the graphene produced by the graphene produced by the conventional graphene production technology and the non-catalyst graphene growth method according to an embodiment of the present invention.
Claims (10)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020090039332A KR101067085B1 (en) | 2009-05-06 | 2009-05-06 | Catalyst-free graphene growth method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020090039332A KR101067085B1 (en) | 2009-05-06 | 2009-05-06 | Catalyst-free graphene growth method |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20100120492A KR20100120492A (en) | 2010-11-16 |
| KR101067085B1 true KR101067085B1 (en) | 2011-09-22 |
Family
ID=43406047
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020090039332A KR101067085B1 (en) | 2009-05-06 | 2009-05-06 | Catalyst-free graphene growth method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR101067085B1 (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20130000964A (en) * | 2011-06-24 | 2013-01-03 | 삼성전자주식회사 | Method for manufacturing graphene |
| KR20140085113A (en) * | 2012-12-27 | 2014-07-07 | 삼성전자주식회사 | Method of transferring graphene and method of manufacturing device using the same |
| KR101448078B1 (en) * | 2012-02-02 | 2014-10-08 | 세종대학교산학협력단 | Preparing method of graphene-layered structure and graphene-layered structure using the same |
| KR101466482B1 (en) * | 2013-04-30 | 2014-12-02 | 경희대학교 산학협력단 | Etching-free graphene growth method using oxidizable metal |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101878733B1 (en) * | 2011-05-04 | 2018-07-16 | 삼성전자주식회사 | Direct growth process for graphene |
| KR101301443B1 (en) * | 2011-11-03 | 2013-08-28 | 경희대학교 산학협력단 | Graphene having properties of visible light photoluminescence and method for fabricating the same |
| KR101427818B1 (en) | 2012-10-29 | 2014-08-08 | 한국과학기술연구원 | Carbon materials based on organic nano film using thermal evaporation and method for preparing the same |
| KR101425376B1 (en) | 2013-02-12 | 2014-08-01 | 한국과학기술연구원 | Large-area carbon nanomesh from polymer and method of preparing the same |
| KR101437280B1 (en) * | 2013-04-30 | 2014-09-02 | 경희대학교 산학협력단 | Etching-free graphene growth method using conductive metal oxide |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100819458B1 (en) | 2007-05-15 | 2008-04-04 | 재단법인서울대학교산학협력재단 | Electrostatic force enhanced micro cleavage method for graphene extraction from graphite |
| KR20080070769A (en) * | 2005-11-21 | 2008-07-30 | 나노시스, 인크. | Nanowire structures comprising carbon |
| JP2009062241A (en) | 2007-09-07 | 2009-03-26 | Hokkaido Univ | Method for producing graphene sheet |
| US20090110627A1 (en) | 2007-10-29 | 2009-04-30 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Graphene sheet and method of preparing the same |
-
2009
- 2009-05-06 KR KR1020090039332A patent/KR101067085B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20080070769A (en) * | 2005-11-21 | 2008-07-30 | 나노시스, 인크. | Nanowire structures comprising carbon |
| KR100819458B1 (en) | 2007-05-15 | 2008-04-04 | 재단법인서울대학교산학협력재단 | Electrostatic force enhanced micro cleavage method for graphene extraction from graphite |
| JP2009062241A (en) | 2007-09-07 | 2009-03-26 | Hokkaido Univ | Method for producing graphene sheet |
| US20090110627A1 (en) | 2007-10-29 | 2009-04-30 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Graphene sheet and method of preparing the same |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20130000964A (en) * | 2011-06-24 | 2013-01-03 | 삼성전자주식회사 | Method for manufacturing graphene |
| KR101878736B1 (en) * | 2011-06-24 | 2018-07-17 | 삼성전자주식회사 | Method for manufacturing graphene |
| KR101448078B1 (en) * | 2012-02-02 | 2014-10-08 | 세종대학교산학협력단 | Preparing method of graphene-layered structure and graphene-layered structure using the same |
| KR20140085113A (en) * | 2012-12-27 | 2014-07-07 | 삼성전자주식회사 | Method of transferring graphene and method of manufacturing device using the same |
| KR101466482B1 (en) * | 2013-04-30 | 2014-12-02 | 경희대학교 산학협력단 | Etching-free graphene growth method using oxidizable metal |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20100120492A (en) | 2010-11-16 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR101067085B1 (en) | Catalyst-free graphene growth method | |
| Sun et al. | Toward epitaxial growth of misorientation-free graphene on Cu (111) foils | |
| Pang et al. | CVD growth of 1D and 2D sp 2 carbon nanomaterials | |
| Geng et al. | Graphene single crystals: size and morphology engineering | |
| Miao et al. | Chemical vapor deposition of graphene | |
| US8932673B2 (en) | Methods of fabricating large-area graphene | |
| JP5872557B2 (en) | Large-scale graphene sheet, article incorporating the same, composition, method and apparatus | |
| JP6416189B2 (en) | Method for directly producing graphene on a dielectric substrate, and related article / apparatus | |
| US10640866B2 (en) | Process for the production of two-dimensional nanomaterials | |
| US9850571B2 (en) | Method for preparing graphene | |
| US20100021708A1 (en) | Large-Area Single- and Few-Layer Graphene on Arbitrary Substrates | |
| CN100577290C (en) | Method of preparing carbon nano-tube synthesis used catalyst layer and method of synthesizing carbon nano-tube | |
| JP2007161576A (en) | Method for producing carbon nanotube array | |
| JP2016518300A (en) | Low temperature graphene deposition method on glass, and related article / apparatus | |
| WO2013052939A1 (en) | Rapid synthesis of graphene and formation of graphene structures | |
| US20150292112A1 (en) | Methods of forming graphene single crystal domains | |
| US11680333B2 (en) | Defect engineered high quality multilayer epitaxial graphene growth with thickness controllability | |
| Geng et al. | From self‐assembly hierarchical H‐Bn patterns to centimeter‐scale uniform monolayer H‐Bn film | |
| Chan et al. | Nucleation and growth kinetics of multi-layered graphene on copper substrate | |
| Tian et al. | Synthesis of AAB‐stacked single‐crystal graphene/hBN/graphene trilayer van der Waals heterostructures by in situ CVD | |
| Amontree et al. | Reproducible graphene synthesis by oxygen-free chemical vapour deposition | |
| Robinson et al. | Challenges to graphene growth on SiC (0 0 0 1‾): Substrate effects, hydrogen etching and growth ambient | |
| Celebi | Chemical vapor deposition of graphene on copper | |
| Zhu et al. | Fabrication of high-quality and strain-relaxed GeSn microdisks by integrating selective epitaxial growth and selective wet etching methods | |
| Verguts et al. | Synthesis and Transfer of High-Quality Single-Layer Graphene |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20140828 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20150915 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20160913 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20170627 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20180702 Year of fee payment: 8 |