여러가지 금속촉매와 HMDS, TMS, TPS와 같은 단일전구체를 사용하여 30-500nm로 다양한 직경의 SiC 나노로드를 성장시켰다. 성장된 나노로드는 성장온도와 시간에 의해 직경과 형상의 변화가 있었다. HMDS를 사용한 경우, 온도와 공급되는 희석가스의 양이 증가할수록 직경이 감소하고 길이가 증가하는 경향을 보였으며, 이러한 성장은 촉매와의 안정된 반응을 보여주었다. TMS를 전구체로 사용한 경우 성장온도의 증가에 따라 직경과 길이가 증가하였으며, 공급되는 희석가스의 유량이 증가함에 따라 직경과 길이가 감소하였다. TPS를
여러가지 금속촉매와 HMDS, TMS, TPS와 같은 단일전구체를 사용하여 30-500nm로 다양한 직경의 SiC 나노로드를 성장시켰다. 성장된 나노로드는 성장온도와 시간에 의해 직경과 형상의 변화가 있었다. HMDS를 사용한 경우, 온도와 공급되는 희석가스의 양이 증가할수록 직경이 감소하고 길이가 증가하는 경향을 보였으며, 이러한 성장은 촉매와의 안정된 반응을 보여주었다. TMS를 전구체로 사용한 경우 성장온도의 증가에 따라 직경과 길이가 증가하였으며, 공급되는 희석가스의 유량이 증가함에 따라 직경과 길이가 감소하였다. TPS를 전구체로 사용한 경우, 성장시간의 증가에 따라 직경의 변화가 거의 이루어지지 않았다. 이러한 차이는 전구체의 분해특성에 크게 좌우되는 것으로 여겨진다. SiC 나노로드의 수직성장 결과 약 기판과 $75^{\circ}{\~}85^{\circ}$의 각도를 가지고 성장되었으며. 약 $0.1{\~}0.34V/{\mu}m$의 turn-on voltage가 감소하는 것이 확인되었다. PECVD를 이용하여 SiC 나노로드를 성장시켰으며 기존의 Thermal CVD에 비하여 전체적인 균일도는 우수하였으나, 전체적인 성장속도는 Thermal CVD에 비하여 상당히 느림을 확인할 수 있었다. HMDS와 Fe를 촉매를 사용한 경우, $700{\~}800^{\circ}C$에서 SiC 나노로드가 성장되었으며, 약 $0.5{\~}1{\mu}m$의 길이와 30nm의 직경을 가지고 있었다. 패터닝을 이용하여 각각의 금속촉매를 증착시킨 시편을 이용하여 SiC 나노로드를 성장시키고, FET 특성을 측정하였다. Fe를 촉매로 사용한 경우 HMDS의 경우 약 2.2V, TMS와 TPS의 경우 약 2.3V의 전계방출 특설을 보임으로서 기대 값에 이르는 결과를 얻을 수 있었다. 일반적으로 FED의 전기적 특성은 사용되는 재료의 work function과 전기적 음성도에 비례한다고 알려져 있으나 특성비교 결과, 촉매로 사용된 재료의 전기 전도도에 큰 영향을 받는 것으로 확인되었다. 전계방출시 표면에 흐르는 전자의 이동과 나노로드의 성장에 미치는 여러 물리적 변수가 큰 역할을 하는 것으로 여겨진다.
Abstract▼
Since discovery of carbon nanotubes, One-dimensional nanoscale materials have attracted much attention due to their potential uses both in mesoscopic physics and in nanodevice techniques. Si, Ge, SiC, GaN and SiCN are promising materials because of their typical properties like high strength and goo
Since discovery of carbon nanotubes, One-dimensional nanoscale materials have attracted much attention due to their potential uses both in mesoscopic physics and in nanodevice techniques. Si, Ge, SiC, GaN and SiCN are promising materials because of their typical properties like high strength and good flexibility. Silicon carbide has significant technological importance due to its uruque properties, e.g. ultimate hardness, high thermal and chemical stability, and a wide band gap. Nanorods made of SiC exhibit an exceptional optical feature, i.e. blue range photoluminescence emission at room temperature. In addition, they reveal unmatched mechanical properties, i.e. the Young's modulus reaches 600 GPa, which is close to the theoretically predicted value for the [lll]-oriented SiC. It is suitable for fabrication of electronic nanodevices used in high power and high temperatures. From the recent investigation of nanobeam mechanism, the strength value of 3C-SiC nanorod are substantially greater than those found previously for SiC structure and approach the theoretical value. In this research, we used four methods to growth of SiC nanorods. Chemical vapor deposition methods using single precursor and metal catalyst, carbothermal reduction methods, CNT -confined reactions using VS growth mechanism, and SLS growth method used.
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