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구리기판을 이용한 그래핀 박막 특성 및 그래핀을 이용한 트랜지스터의 특성 분석
Analysis of Characteristic of Graphene Thin Film Transistor and Properties of Graphene using Copper Substrate 원문보기

한국정보통신학회논문지 = Journal of the Korea Institute of Information and Communication Engineering, v.17 no.9, 2013년, pp.2127 - 2132  

오데레사 (Department of Semiconductor Engineering, Cheongju University)

초록
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화학적 증착방법으로 구리기판 위에 그래핀을 형성하고 일반적인 전사방법을 이용하여 그래핀 박막을 제작하였다. 메탄과 수소 가스의 유량비에 따른 특성에 대하여 라만 분석법을 이용하여 조사하였다. 메탄의 유량이 많을수록 그래핀의 형성이 잘 이루어지는 것을 확인하였다. 수소의 양이 증가할수록 D ($1350cm^{-1}$), G ($1580cm^{-1}$) 대역이 증가하였으며, 상대적으로 메탄의 유량비가 증가할수록 2D ($2700cm^{-1}$)의 픽이 강도가 증하였다. D ($1350cm^{-1}$)은 결함과 관련되어 있는 픽이다. 그래핀의 단층확인은 G/2D의 비율이 작을수록 그래핀이 단일박막임을 알 수 있고, 200도에서 열처리 후 0.55의 값을 나타내는 것을 확인하였다. 그래핀 채널 트랜지스터를 제작한 결과 p 형 반도체로서의 전달특성이 나타나는 것을 확인하였다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

Graphene thin film was prepared on the copper foils by chemical deposition, and the characteristic of graphene depending on $H_2$ and CH4 gas flow rates was analyzed by the Raman spectra. The graphene formation was improved with increment of methan gas flow rates. The increment of hydroge...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 본 연구에서는 구리 호일을 이용한 화학적 증착 방법에 의해서 그래핀을 성장시켰으며, 신뢰성 있는 그래핀을 합성하기 위해서 라만 분석법을 이용하였으며, 개스가 유입되는 비율에 따른 그래핀의 특성을 라만분석과 광전자분석을 이용하여 조사하였으며, 면저항을 측정 하였다. 그리고 그래핀을 이용한 트랜지스터를 제작하여 전자소자로의 적용가능성을 측정하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
그래핀의 한 층의 투과도는 몇 %인가? 또한 얇은 두께로 인하여 가시광선 영역에서 그래핀한 층의 투과도는 97.7%에 이르며, 이러한 특성으로 인하여 태양전지, 터치스크린, 등 투명전극으로의 응용 가능성 연구가 활발히 진행 중이다[1]-[4]. 특히 그래핀은 현재 투명전극으로 가장 많이 사용되고 있는 인듑틴산화막(ITO)로 구현하기 힘든 유연성 있는 디스플레이의 어플리게이션으로 사용하기 위한 목적으로 많은 기술 개발이 이루어지고 있다.
직접전사 방식의 장단점은 무엇인가? 직접전사는 전사가 이루어진 후 그래핀에 남은 결함이 거의 존재하지 않는 장점이 있지만 문제점은 단일층의 그래핀의 경우 니켈 부식액 위에서 잘 보이지 않을뿐 아니라 부식액에서 기판으로 전사할 때 너무 얇은 막으로 인해 다 찢어져 버린다는 것이다. 이를 해결하기 위해 사용되는 전사 방법으로 구리 위에 성장된 그래핀을 상온 시에는 점성을 가진 테이프를 이용해 부치고 구리부식액에 구리를 녹인후 원하는 가핀 위에 놓고 열을 가해 그래핀을 전사하는 방법이 있다[5]-[6].
구리 위에 성장된 그래핀을 상온 시에는 점성을 가진 테이프를 이용해 붙이고 구리부식액에 구리를 녹인 후 원하는 가판 위에 놓고 열을 가해 그래핀을 전사하는 방법의 장단점은 무엇인가? 이를 해결하기 위해 사용되는 전사 방법으로 구리 위에 성장된 그래핀을 상온 시에는 점성을 가진 테이프를 이용해 부치고 구리부식액에 구리를 녹인후 원하는 가핀 위에 놓고 열을 가해 그래핀을 전사하는 방법이 있다[5]-[6]. 또 다른 방법으로 얇은 막의 그래핀을 찢어지지 않도록 지지해 주어 대면적 기판 위에도 전사할 수 있는 장점이 있지만 전사 후 그래핀에 남아 있는 잔여물들이 많고 테이프를 이용한다는 점에서 그래핀의 얇은 막이 손상될수 있다는 단점이 있다.
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참고문헌 (8)

  1. D. Geng, B. Wu, Y. Guo, L. Huang, Y. Xue, J. Chen, G. Yu, L. Jiang, W. Hu and Y. Liu, "Uniform hexagonal graphene flakes and films grown on liquid copper surface," PNAS, 21, 2012, pp. 7992-7996. 

  2. Wan Young Jung, Yung Su Seo, Jong Gin Kim, Tae Ha Kwon, "LED visible light communication and their application," The Journal of the Korean Institute of Information and Communication Engineering. 14, 2010, pp.1375- 1381. 

  3. Vasilii I. Aeryukhov, Yuanyue Liu and Boris I. Yakobson, "Euailibrium at the ede and atomistic mechanisms of graphenegrowth," PNAS, 18, 2012, pp.15136-14140. 

  4. H. M. W. Khalil, O. Kelekci, H. Noh and Y. H. Xie, "Anisotropic electronic transport of graphene on a nano pltterned substrate," J. Korean Vacuum Soc. Soc. 5, 2012, pp.279-285. 

  5. S. Suzuki, Y. Takei, K. Furukawa, F. Webber, S. Tanabe and H. Hibino, "Graphene growth from spin coated polymers without a gas," Jpn. J. Appl. Phys. 51, 2012, 06FD01. 

  6. R. Negishi, Y. Ohno, K. Maehashi, K. Matsumoto and Y. Kobayashi, "Carrier transport properties of the field effect transistors with graphene channel propared by chemical vapor deposition," Jpn. J. Appl. Phys. 51, 2012, 06FD03. 

  7. Shin Hae Na, Soo Kil Yun, "Effect of the thickness and the annealing conditions of thecatalytic Ni films on the graphene films brown by a rapid thermal pulse CVD," Materials Research of Korea, 21, 2011, pp. 78-82. 

  8. T. Oh, "Investigation on electrical properties of lowdielectric constant fluorinated amorphous carbon film" Jpn. J. Appl. Phys. Vol.45, pp. 7871-7875, 2006. 

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