최근 나선 구조를 갖는 탄소코일이라는 물질이 과학자들에게 새로운 주목을 받고 있다. 탄소코일은 매우 특별한 구조적 특성 때문에 높은 탄성율과 낮은 전기적 저항성, 손 대칭성 구조, 그리고 매우 큰 표면적 등의 특징을 보여주고 있다. 실제로 탄소코일 센서와 디바이스는 펨토초의 응답속도와 매우 높은 분해능을 보일 것으로 예측된다. 나선구조를 갖는 물질은 다양한 형태 즉, 단일나선, ...
최근 나선 구조를 갖는 탄소코일이라는 물질이 과학자들에게 새로운 주목을 받고 있다. 탄소코일은 매우 특별한 구조적 특성 때문에 높은 탄성율과 낮은 전기적 저항성, 손 대칭성 구조, 그리고 매우 큰 표면적 등의 특징을 보여주고 있다. 실제로 탄소코일 센서와 디바이스는 펨토초의 응답속도와 매우 높은 분해능을 보일 것으로 예측된다. 나선구조를 갖는 물질은 다양한 형태 즉, 단일나선, 이중나선, 삼중나선, 스프링 구조 등을 보여줄 수 있다. 현재까지 이러한 구조를 제어하여 특정한 형태의 탄소코일만을 합성하는 것은 부분적으로만 성공되고 있다. 실질적으로 이러한 물질들을 상용화하기 위해서는 코일의 형상과 구조(직경, 피치, 길이, 그리고 회전방향 등)를 제어하는 연구가 선행되어야한다. 본 연구에서는 육불화항을 사용하므로 불소의 특성을 이용하여 탄소코일의 생성율을 향상시키고, 육불화황의 주입시간을 조절하므로 제어된 구조를 갖는 탄소코일을 생성시키는 합성에 성공하였다. 본 연구의 결과로 제어된 구조를 갖는 탄소코일의 대량생산이 가능할 것으로 예측되며, 따라서 탄소코일의 나노 디바이스에의 적용도 가능하리라 기대된다. 실험은 7개의 상이한 실험 주제로 진행하였으며 각각의 프로세스와 그에 따른 결과와 토론은 각 장에서 상세히 기술하고 있다.
최근 나선 구조를 갖는 탄소코일이라는 물질이 과학자들에게 새로운 주목을 받고 있다. 탄소코일은 매우 특별한 구조적 특성 때문에 높은 탄성율과 낮은 전기적 저항성, 손 대칭성 구조, 그리고 매우 큰 표면적 등의 특징을 보여주고 있다. 실제로 탄소코일 센서와 디바이스는 펨토초의 응답속도와 매우 높은 분해능을 보일 것으로 예측된다. 나선구조를 갖는 물질은 다양한 형태 즉, 단일나선, 이중나선, 삼중나선, 스프링 구조 등을 보여줄 수 있다. 현재까지 이러한 구조를 제어하여 특정한 형태의 탄소코일만을 합성하는 것은 부분적으로만 성공되고 있다. 실질적으로 이러한 물질들을 상용화하기 위해서는 코일의 형상과 구조(직경, 피치, 길이, 그리고 회전방향 등)를 제어하는 연구가 선행되어야한다. 본 연구에서는 육불화항을 사용하므로 불소의 특성을 이용하여 탄소코일의 생성율을 향상시키고, 육불화황의 주입시간을 조절하므로 제어된 구조를 갖는 탄소코일을 생성시키는 합성에 성공하였다. 본 연구의 결과로 제어된 구조를 갖는 탄소코일의 대량생산이 가능할 것으로 예측되며, 따라서 탄소코일의 나노 디바이스에의 적용도 가능하리라 기대된다. 실험은 7개의 상이한 실험 주제로 진행하였으며 각각의 프로세스와 그에 따른 결과와 토론은 각 장에서 상세히 기술하고 있다.
Of particular interest to scientists has been the study of carbon nanomaterials with a helical morphology, so called carbon coils. Because of their unique geometry, carbon coils could be predicted to have the particular properties such as high elasticity, low electrical resistance, chirality, and hi...
Of particular interest to scientists has been the study of carbon nanomaterials with a helical morphology, so called carbon coils. Because of their unique geometry, carbon coils could be predicted to have the particular properties such as high elasticity, low electrical resistance, chirality, and high specific surface area. Indeed, carbon coils devices or sensors were supposed to show the femto-scaled sensitivity and ultra-high resolution. It is expected that nanomaterials with helical morphology can be divided into different categories based upon the helical nature of the material: single helix, double helix, triple helix, spring etc. Up to the present, the control over the synthesis of a specific type of helical carbon nano-material has been met with only limited success. For the practical application of these materials the controlled-characteristics for coil morphology and geometry (diameter, pitch, length, and turning direction) should be preferentially achieved. In this work, I used SF6 as an additive in source gases to take the advantage for fluorine species characteristics regarding the enhancement of the nucleation sites of carbon coils. I could obtain the controlled-geometry carbon coils merely by manipulating SF6 incorporation times. By this technology, mass production of controlled-geometry carbon coils could be possible. Therefore, carbon nanomaterials with helical morphology can be envisaged to be used as components in nanoelectronics and nanotechnology devices. Experiments were carried out according to the different 7 subjects, namely Ⅰ)Hydrogen plasma pretreatment on nickel catalyst layer to achieve the dominant formation of wave-like carbon nanocoils, II) Effect of the on/off cycling modulation time ratio of C2H2/SF6 flows on the formation of geometrically controlled carbon coils, III) Effect of gas phase composition cycling on/off modulation of C2H2/SF6 flows on the formation of geometrically controlled carbon coils, Ⅳ)Large-quantity production of carbon coils on Al2O3 ceramic boat by nickel catalytic decomposition of acetylene with SF6 incorporation, Ⅴ) Effect of the flow rate and the injection time of SF6 on the formation of the geometrically controlled carbon coils, Ⅵ) Dominant formation of micro-sized carbon coils by a short time SF6 incorporation during the initial deposition stage, and Ⅶ) Investigating the developing aspect of micro-sized carbon coils formation from a nascent stage of the process. Detailed processes, methods, results, and discussion for the different 7 subjects were described in each chapter.
Of particular interest to scientists has been the study of carbon nanomaterials with a helical morphology, so called carbon coils. Because of their unique geometry, carbon coils could be predicted to have the particular properties such as high elasticity, low electrical resistance, chirality, and high specific surface area. Indeed, carbon coils devices or sensors were supposed to show the femto-scaled sensitivity and ultra-high resolution. It is expected that nanomaterials with helical morphology can be divided into different categories based upon the helical nature of the material: single helix, double helix, triple helix, spring etc. Up to the present, the control over the synthesis of a specific type of helical carbon nano-material has been met with only limited success. For the practical application of these materials the controlled-characteristics for coil morphology and geometry (diameter, pitch, length, and turning direction) should be preferentially achieved. In this work, I used SF6 as an additive in source gases to take the advantage for fluorine species characteristics regarding the enhancement of the nucleation sites of carbon coils. I could obtain the controlled-geometry carbon coils merely by manipulating SF6 incorporation times. By this technology, mass production of controlled-geometry carbon coils could be possible. Therefore, carbon nanomaterials with helical morphology can be envisaged to be used as components in nanoelectronics and nanotechnology devices. Experiments were carried out according to the different 7 subjects, namely Ⅰ)Hydrogen plasma pretreatment on nickel catalyst layer to achieve the dominant formation of wave-like carbon nanocoils, II) Effect of the on/off cycling modulation time ratio of C2H2/SF6 flows on the formation of geometrically controlled carbon coils, III) Effect of gas phase composition cycling on/off modulation of C2H2/SF6 flows on the formation of geometrically controlled carbon coils, Ⅳ)Large-quantity production of carbon coils on Al2O3 ceramic boat by nickel catalytic decomposition of acetylene with SF6 incorporation, Ⅴ) Effect of the flow rate and the injection time of SF6 on the formation of the geometrically controlled carbon coils, Ⅵ) Dominant formation of micro-sized carbon coils by a short time SF6 incorporation during the initial deposition stage, and Ⅶ) Investigating the developing aspect of micro-sized carbon coils formation from a nascent stage of the process. Detailed processes, methods, results, and discussion for the different 7 subjects were described in each chapter.
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