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문제 정의

  • CNT를 전자방출원으로 활용한 대표적인 응용은 FED, LCD-BLU나 조명을 목적으로 한 전계방출 램프, 의료 영상용 X-ray 소스 등이며, 상용화하기 위하여 활발하게 연구가 진행되고 있다. 본 원고에서는 2000년대 후반이후부터 CNT 에미터의 제조 방법과 기술 동향에 대 하여 논의하고자 한다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
금속 또는 반도체로 만들어진 미세 구조의 전계 에미터에 전압을 인가하면 어떠한 현상이 발생되는가? 금속 또는 반도체로 만들어진 미 세 구조의 전계 에미터(Field Emitter)에 전압을 인가하면 높은 전기장이 유도되어 전자들이 에미터로부터 양자역학적으로 터널링되어진공속으로 방출된다. 전자 방출원은 마이크로 및 나노 팁형(Spindt)과 평면형이 있다.
CNT 에미터 제조법 중 CVD법의 합성 과정은 어떻게 되는가? CVD법은 실리콘 및 유리 기판에 촉매 금속(Ni, Co, Fe 등)을 증착하고 이 금속면을 에칭하여 나노 수준의 금속 입자를 형성시키고 500~1000oC에서 반응기체(탄소 소스) 가스(CH4, C2H2, C2H4, C2H6, CO)를 사용해서 탄소나노튜브를 합성한다. 촉매의 크기가 CNT직경에큰 영향을 준다.
실리콘 팁의 장단점은? [그림 1]는 스핀트형의 에미터 구조와 전계 방출 디스플레이(Field Emission Display : FED)를 이용한 DVD(Digital Versatile Disc/Digital Video Disc) 플레이어를 보여 주고 있다[1]. 실리콘 팁은 반도체 공정과 호환성이 있어서 구조 조절이 용이하고, 균일성이 우수 하지만, 패널 크기가 제한되는 단점을 가지고 있다. 금속팁의 대표적인 스핀트형 몰리브덴(Mo) 에미터는 높은 전류밀도를 얻을 수 있고, 강도 및 안정성이 우수한 특성을 가지고 있지만, 방출전류의 불안정성과 디바이스의 신뢰성 및 복잡한 제조 공정이 필요하다.
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참고문헌 (15)

  1. W. I. Milne, K. B. K. Teo, G. A. J. Amaratunga, P. Legagneux, L. Gangloff,J.-P. Schnell, V. Semet, V. Thien Binh and O. Groening, J. Mater. Chem., 14, 933 (2004). 

  2. H. Furuta, T. Kawaharamura, K. Kawabata, M. Furuta, T. Matsuda, C. Y. Li, and T. Hirao, e-J. Surf. Sci. Nanotech., 8, 336 (2010). 

  3. S. Darbari, Y. Abdi, S. Mohajerzadeh, and E. Asl Soleimani, Carbon, 48, 2493 (2010). 

  4. Y. S. Lee, J. H. Ryu, H. E. Lim, J. W. Lim, B. T. Son, J. U. Kim, J. Jang, and K. C. Park, Vacuum, 84, 523 (2010). 

  5. N. Y. Bae, W. M. Bae, A. N. Ha, M. Nakamoto, J. Jang, and K. C. Park, Curr. Appl. Phys., 11, S86 (2011). 

  6. 박규창, 배나영, 인포메이션 디스플레이, 11, 9 (2010). 

  7. W.-S. Cho, Y. D. Lee, J. Choi, J. H. Han, and B. K. Ju, Appl. Surf. Sci., 257, 2250 (2011). 

  8. W.-S. Cho, Y. D. Lee, Y. C. Kim, Y. C. Son,J. N. Heo, I. T. Han, J.-H. Park, and B. K. Ju, Electrochem. Solid State Lett., 12, J83 (2009). 

  9. Y. D. Lee, J.-W. Yu, W.-S. Cho, Y. C. Kim, I. T. Han, Y.-H. Lee, and B. K. Ju, Carbon, 48, 1131 (2010). 

  10. Y. D. Lee, W.-S. Cho, Y. C. Kim, and B. K. Ju, Carbon, 50, 845 (2012). 

  11. M. Qian,T. Feng, K. Wang,H. Ding,Y. Chen,Q. Li, and Z.Sun, Physica E, 43, 462 (2010). 

  12. Y. W. Chen, H. Y. Miao, M. Zhang, R. Liang, C. Zhang and B. Wang, Nanotechnology, 20, 325302 (2009). 

  13. Y. W. Chen, H.-Y. Miao, R. J. Lin, M. Zhang, R. Liang, C. Zhang and B. Wang, Nanotechnology, 21, 495702 (2010). 

  14. Y. Yang, L. Liu, Y. Wei, P. Liu, K. Jiang, Q. Li, and S. Fan, Carbon, 48, 531 (2010). 

  15. W. J. Kim, J. S. Lee, S. M. Lee, K. Y. Song, C. N. Chu,and Y. H. Kim, ACS Nano, 5, 429 (2011). 

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