그래핀의 표면 기능화 및 나노소자로의 응용을 위한 하이브리드 물질의 제조 Surface modification of graphene film and fabrication of graphene-based hybrid materials for nanodevice applications원문보기
보고서 정보
주관연구기관
성균관대학교 SungKyunKwan University
보고서유형
최종보고서
발행국가
대한민국
언어
한국어
발행년월
2014-08
과제시작연도
2012
주관부처
미래창조과학부 Ministry of Science, ICT and Future Planning
등록번호
TRKO201400028507
과제고유번호
1345190903
사업명
기본연구지원사업
DB 구축일자
2014-11-22
키워드
그래핀.투명 전극.자가 조립 단층 분자막.열 화학 기상 증착법.하이브리드 구조.표면기능화.Graphene.Transparent electrode.Self-assembled monolayers.Thermal chemical vapor deposition.Hybrid structure.Surface functionalization.
1. 열화학기상증착법(thermal chemical vapor deposition)을 통한 그래핀의 최적화된 합성조건 확립: 그래핀은 열 화학기상증착기를 통해 합성하였다. 합성 시 그래핀의 구조에 영향을 미치는 온도, 반응가스의 종류 및 유량, 반응시간, 압력등을 변화시켜 그래핀의 층수 제어 및 결정성 측면에서 최적화된 조건을 확립하였다. 라만 스펙트럼 결과를 통하여 구리와 니켈촉매 위에서 아세틸렌을 반응가스로 이용하여 950도의 온도에서 1분, 10분, 30분간 합성한 그래핀을 확인한 결과, Cu를 촉매로 사용한 경우, 성장
1. 열화학기상증착법(thermal chemical vapor deposition)을 통한 그래핀의 최적화된 합성조건 확립: 그래핀은 열 화학기상증착기를 통해 합성하였다. 합성 시 그래핀의 구조에 영향을 미치는 온도, 반응가스의 종류 및 유량, 반응시간, 압력등을 변화시켜 그래핀의 층수 제어 및 결정성 측면에서 최적화된 조건을 확립하였다. 라만 스펙트럼 결과를 통하여 구리와 니켈촉매 위에서 아세틸렌을 반응가스로 이용하여 950도의 온도에서 1분, 10분, 30분간 합성한 그래핀을 확인한 결과, Cu를 촉매로 사용한 경우, 성장시간이 1분, 10분, 30분으로 증가함에 따라 합성된 그래핀의 층수가 1층, 2층, 3층 이상으로 제어되는 양상을 확인할 수 있었다. 반면 니켈을 이용한 경우에는 층수의 제어가 어려운 것을 확인할 수 있었다. 2. Polymethyl methacrylate( PMMA)를 이용한 원하는 기판위에 그래핀 전사: 합성된 그래핀을 PMMA를 이용하는 wet transfer방법을 통해 원하는 기판위로 전사하였다. 구리 호일위에 합성된 그래핀을 PMMA를 스핀코팅 한 후 구리 호일을 에칭하고 원하는 기판으로 그래핀을 옮긴 후 아세톤을 이용하여 PMMA를 제거하는 방법을 통해 그래핀을 원하는 기판으로 전사하였다. 3. NH2가 기능화된 투명하고 유연한 기판을 이용한 투명 전극의 제작: XPS 결과를 통해 SiO2 및 PET 기판 위에 아민기를 기능화하고 그래핀을 전사하여 그 전기적 특성을 살펴보면 결과, 그래핀의 전기적 특성이 효과적으로 제어되었으며, 제작된 유연한 투명 전극이 산업 시장에서 경쟁력이 있다는 것을 확인하였다.
Abstract▼
1. 1. Establishment for optimized growth condition of graphene using thermal chemical vapor deposition method: The graphene was synthesized by thermal chemical vapor deposition method. Main parameters to influence on the structure of graphene at growth, such as growth temperature, reaction gas, a
1. 1. Establishment for optimized growth condition of graphene using thermal chemical vapor deposition method: The graphene was synthesized by thermal chemical vapor deposition method. Main parameters to influence on the structure of graphene at growth, such as growth temperature, reaction gas, amount of each gas, reaction time, working pressure, were regulated for control of the quality and the number of graphene layer. In this research, the optimized condition for graphene growth was established. Via Raman spectroscopy, as the growth temperature increase from 1 min to 10, 30 min, the number of graphene layers increase from 1 layer to 2, 3 layers, respectively, when Cu metal was used as catalyst. In contrast, when Ni metal was used as catalyst, it is difficult to control of number of graphene layers. 2. Preparing of transfer method for graphene using Polymethyl methacrylate: The synthesized graphene was transferred on desired substrate by wet transfer method using PMMA. Wet transfer process; 1. spin coating of PMMA on synthesized graphene/ Cu foil. 2. Removal of Cu foil via Cu etchant by chemical etching method. 3. Transfer of graphene on desired substrate. 4. Removal of PMMA by acetone. 3. Fabrication of Transparent conducting film with NH2-functionalized PET film: Firstly, the transferred graphene on SiO2 and PET substrate was examined by XPS analysis, showing that the amine group on each substrate was formed well to donate from this functional group to graphene for doping effect. The electrical properties of these devices were developed in respect of conductivity as electrode. We expect this graphene-based electrode will contribute to transparent conducting film field in near future.
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