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제안 방법
- 56MHz를 사용하였으며 190〜 230Vac土5%를 사용하였다. 그리고, RF 전력을 공급할 때 발생하는 열을 제거하기 위해 코일주위에 냉각수관을 설치하였으며, 플라즈마를 발생시키는 암모니아(NH3), 아세틸렌(C2H2)등의 가스들은 가스혼합기내에서 골고루 섞인 후에 아래쪽 수직 방향으로 분사되도록 설계하였다.
- 따라서, 본 연구에서는 합성가스비의 제어가 쉬울 뿐만 아니라 수소 플라즈마에 노출되지 않으며, 하부 스트림 (down stream) 방식으로 고밀도의 대면적 플라즈마를 갖는 분리형 (remote type) 유도결합 플라즈마 화학 기상 증착 (ICP-CVD) 장치를 이용하여 탄소나노튜브를 합성하였다.
- 8cm-1 이었다. 또한 SEM과 TEM(JEM-2010, JEOL)을 이용하여 탄소나노튜브의 성장형태, 결함 및 비정질 탄소의 존재 여부를 관찰하였다.
- ICP-CVD로 성장시킨 탄소나노튜브는 아세틸렌과 암모니아의 혼합기체를 원료가스로 하여 기판온도 600- 70CTC에서 성장시켰으며, 아세틸렌의 유량은 15〜살。 seem, 암모니아의 유량은 40~80sccm 아세틸렌과 암모니아의 혼합 가스비는 1:2〜1:6까지 변화시키면서 공정을 수행하였다. 또한 완충막에 대한 효과도 고려하기 위해, 실리콘 기판위에 촉매금속을 완충막 없이 증착하여 탄소나노튜브를 성장하는 실험도 수행하였다.
- 본 논문에서는 유도결합 플라즈마 화학기상 장치를 이용해 탄소나노튜브를 합성하였다. ICP-CVD를 이용하여 탄소나노튜브를 성장시킬 때, 촉매물질로 쓰이는 전이 금속 박막의 표면 형태가 나노튜브의 성장에 매우 중요한 영향을 끼침을 알 수 있었다.
- 공정압력 6~10 mTorr, RF전력 30-80W 그리고 증착시 기판의 온도는 190℃였다. 촉매금속의 전처리는 암모니아(40~ lOOsccm) 플라즈마를 이용하여 5분간 공정하였으며, 기판온도는 600-7001, 작업압력은 0.5 Torr, RF 전력은180W를 인가해 전처리 공정을 수행하였다. ICP-CVD로 성장시킨 탄소나노튜브는 아세틸렌과 암모니아의 혼합기체를 원료가스로 하여 기판온도 600- 70CTC에서 성장시켰으며, 아세틸렌의 유량은 15〜살。 seem, 암모니아의 유량은 40~80sccm 아세틸렌과 암모니아의 혼합 가스비는 1:2〜1:6까지 변화시키면서 공정을 수행하였다.
대상 데이터
- RF 발생장치와 자동식 mashing network는 일체형이며, 1000W용으로서 주파수는 13. 56MHz를 사용하였으며 190〜 230Vac土5%를 사용하였다. 그리고, RF 전력을 공급할 때 발생하는 열을 제거하기 위해 코일주위에 냉각수관을 설치하였으며, 플라즈마를 발생시키는 암모니아(NH3), 아세틸렌(C2H2)등의 가스들은 가스혼합기내에서 골고루 섞인 후에 아래쪽 수직 방향으로 분사되도록 설계하였다.
- 사용하였다. RF 마그네트론 스퍼터링 장치(공정압력 3~10 mTorr)를 이용하여 증착한 니켈(Ni) 박막 (1300 ~1600A)을 탄소나노튜브 성장 시 촉매 금속으로 사용하였고. 이때 RF 스퍼터링 장치의 반응기 내부 최저 도달 압력은 2xlO「6Torr였으며.
- 본 실험을 위한 ICP-CVD장치는 크게 플라즈마 발생 반응기, 증착 반응기, 반응 압력을 낮추기 위한 펌핑 pumping)장치, 가스공급 장치 등으로 분류할 수 있다. 유도 결합 플라즈마 반응기는 유도 코일을 이용한 분리형이며, 반응기는 효과적인 플라즈마의 유지와 혹시 발생할지도 모르는 반응기체에 의한 부식을 막을 수 있도록 제작되었다.
- 스퍼터링 시스템으로 증착한 니켈박막의 표면 형태, 두께 멏 거칠기 그리고, 암모니아 가스률 이용해 전처리과정을 수행한, 니켈의 표면 형상은 AFM(Park Instrument), SEM(JSP-6330F, JEOL), Surface Profilometer (DEKT AK 3030) 등을 사용하였으며 , 1CP-CVD를 이용해 증착한 탄소나노튜브의 결합형태 및결 합구조는 Triple Raman Spectroscopy (Jobin Yvon T64000)를 이용하여 분석하였고, 분석에 사용된 광원은 514.532nm 파장의 아르곤(Ar) 레이져이며. 측정 시 laser의 조사로 인한 열처리 효과를 피하기 위해 낮은 power(3mW)로 설정하였고, 장비의 분해능은 1.
- 탄소나노튜브의 성장실험에 사용된 기판은 열 산화 기법으로 성장시킨 산화규소막(SiO2)완층층(500。厶)을 17H1M17顺 크기의 (100) p-type 실리콘(Si)위에 증착하여 사용하였다. RF 마그네트론 스퍼터링 장치(공정압력 3~10 mTorr)를 이용하여 증착한 니켈(Ni) 박막 (1300 ~1600A)을 탄소나노튜브 성장 시 촉매 금속으로 사용하였고.
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