[논문]Chemical Vapor Deposition Using Ethylene Gas toward Low Temperature Growth of Single-Walled Carbon Nanotubes

Jo, Sung-Il; Jeong, Goo-Hwan

doi:10.5757/asct.2015.24.6.262

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Applied science and convergence technology, v.24 no.6, 2015년, pp.262 - 267

Jo, Sung-Il (Department of Nano Applied Engineering, Kangwon National University) , Jeong, Goo-Hwan (Department of Nano Applied Engineering, Kangwon National University)

Abstract ▼ AI-Helper

We demonstrate the growth of single-walled carbon nanotubes (SWNTs) using ethylene-based chemical vapor deposition (CVD) and ferritin-induced catalytic particles toward growth temperature reduction. We first optimized the gas composition of $H_2$ and $C_2H_4$ at 500 and 30 sccm, respectively. On a planar $SiO_2$ substrate, high density SWNTs were grown at a minimum temperature of $760^{\circ}C$. In the case of growth using nanoporous templates, many suspended SWNTs were also observed from the samples grown at $760^{\circ}C$; low values of $I_D/I_G$ in the Raman spectra were also obtained. This means that the temperature of $760^{\circ}C$ is sufficient for SWNT growth in ethylene-based CVD and that ethylene is more effective that methane for low temperature growth. Our results provide a recipe for low temperature growth of SWNT; such growth is crucial for SWNT-based applications.

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제안 방법

This growth temperature is significantly lower than that of methane-based CVD growth, which is generally performed at 900^oC at least [5-15,17,26,28]. In addition, we performed AFM analysis to examine the tube diameter and density. The topographic image and corresponding height profiles of aa’ and bb’ are shown in Fig.
In this study, in an attempt to move toward growth temperature reduction, we investigate the growth of SWNTs using ethylene-based CVD. We employ an SiO₂ wafer as a planar substrate and adopt zeolite-L and ZSM-5 as nanoporous growth templates.

대상 데이터

This study was supported by the 2015 Research Grant from Kangwon National University. This study utilized facilities at the Central Laboratory of Kangwon National University.

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