초록 ▼

Ⅳ. 연구결과
Cu foil, Ni thin film, Cu/Ni 적층구조 촉매를 이용하여 고품질 단일층 그래핀과 더불어 레이어 수가 제어된 다층 그래핀을 제작하는 기술을 개발하였다. 또한 이를 패턴화하여 그래핀으로만 이루어진 소자의 응용성을 확인하였다. 펄스 레이저를 탄화규소 기판에 조사하여 비정질 상태로 상변환이 일어난 후 그래핀이 성장되는 현상을 레이저의 에너지 변화에 따른 탄화 규소의 다양한 반응을 분석하여 무촉매 성장 메커니즘을 규명하였다. 뿐만 아니라 그래핀의 물성을 유지한채 대면적으로 전사시킬 수 있는 공정 기술을

Ⅳ. 연구결과
Cu foil, Ni thin film, Cu/Ni 적층구조 촉매를 이용하여 고품질 단일층 그래핀과 더불어 레이어 수가 제어된 다층 그래핀을 제작하는 기술을 개발하였다. 또한 이를 패턴화하여 그래핀으로만 이루어진 소자의 응용성을 확인하였다. 펄스 레이저를 탄화규소 기판에 조사하여 비정질 상태로 상변환이 일어난 후 그래핀이 성장되는 현상을 레이저의 에너지 변화에 따른 탄화 규소의 다양한 반응을 분석하여 무촉매 성장 메커니즘을 규명하였다. 뿐만 아니라 그래핀의 물성을 유지한채 대면적으로 전사시킬 수 있는 공정 기술을 개발하였으며, 그래핀 기반 멤리스터의 구동 메커니즘 및 수직 방향으로의 전자 수송특성을 규명하였으며, 그래핀을 이용한 고분자 멤리스터 소자 극대화 및 저차원 소재 기반 유연 비휘발성 메모리 소자를 개발하였다.

그래핀의 층수를 제어하는 방법과 단일층 그래핀과 다층 그래핀을 메쉬 형태로 제작하여 대면적 투명전극으로 응용성을 확인하였고, 그래핀 용액기반 투명전극을 전기방사 방식으로 제작하여 동일한 투과 효율 90%에서 기존의 스핀 코팅 방식에 비교하여 시트저항을 79.4 Ω/sq 에서 3.3 Ω/sq 으로 줄였다.

이차원 물질 기반 소자 준비하여 가스센서 실험을 진행 하였다. 특히 이차원 이종 접합 구조의 터널링 소자를 통해 단일 그래핀의 가스 측정 감도를 NO2 가스의 30 ppm 30 ppm 기준으로 20% 의 결과를 얻은 반면, 이차원 물질 기반 터널링 소자의 경우 30% 의 증가된 측정 감도를 얻을 수 있었다.

투명 그래핀층을 히터로 이용하여 실시간으로 형광측정이 가능하도록 한 PCR 칩을 개발하였다. 그래핀 히터는 높은 투과도, 온도 유지, 빠른 열응답, 저전력, 낮은 공정비 등의 특성을 보여 저가 일회용 고성능 PCR 칩의 구현에 적합하였다. 칩내 대류기반 열사이클링을 통해 신속한 유전자 증폭이 가능하였으며, 증폭 결과의 실시간 형광 측정용 장치를 구현하였다.

그래핀 광변조기의 경우, 그래핀 히터에 의해 유도된 고분자의 비균일 굴절률 변화에 의해 그래핀 광전송선을 따라 도파하는 광이 소실되는 효과를 얻었으며, 12 mW 소비전력에서 30 dB의 소멸비를 얻었다. 그래핀 광검출기는 평면형의 광신호 입사를 검출할 수 있으며, 37 msec의 응답속도 특성을 나타냄을 확인하였다.

(출처 : 요약문 5p)

Abstract ▼

Ⅳ. RESULTS
We grew the large-area graphene on Ni, Cu and Cu/Ni catatysts, and transferred on SiO₂ and transparent substrates. This single and layer number controlled multilayer graphenes showed remarkable Raman characteristic and electrical property. Irradiating laser to SiC substrate

Ⅳ. RESULTS
We grew the large-area graphene on Ni, Cu and Cu/Ni catatysts, and transferred on SiO₂ and transparent substrates. This single and layer number controlled multilayer graphenes showed remarkable Raman characteristic and electrical property. Irradiating laser to SiC substrate induced the phase change followed by graphene growth, which is investigated as function of laser energy for confirming catalyst-free graphene growth mechanism. Furthermore, we developed the novel graphene transfer technique with a high degree of freedom. We also investigated the operating mechanism and vertical electron transport for graphene oxide-based memristor, and developed the improving technique of memristor via graphene interfacial electrode and low dimentional material-based flexible nonvolatile memory device.

Layer number controlled - and mesh patterned-graphene sheet are developed for transparent conducting film with flexibility. The developed for transparent conducting film with flexibility. The developed for transparent conducting film with flexibility. The developed for transparent conducting film with flexibility. The developed for transparent conducting film with flexibility. The developed for transparent conducting film with flexibility. The developed for transparent conducting film with flexibility. The developed for transparent conducting film with flexibility. The developed for transparent conducting film with flexibility. The developed for transparent conducting film with flexibility. The sheet resistance of transparent electrode are reduced from 79.4 Ω/sq (spin -coated) to 3.3 Ω/sq (electro -spun) at a transmittance of 90 % using the near -field electro -spinning.

We studied a gas sensing sensitivity with preparing 2D materials heterostructures. In particular, the tunneling field effect transistor based on graphene-hBN-graphene structure allows to improved gas ensitivity around 30 % for 30 ppm of NO₂ gas which is higher than that of bare graphene ~ 20 % for 30 ppm NO₂ gas.

We develpoed a polymerase chain reaction(PCR) chip incorporating graphene heater and thermal convection. Transparency of graphene allowed the realtime fluorescence detection PCR product through heater. The multilayered graphene heater showed high transparency, stable temperature maintence, rapid thermal response, low -power consumption and low farication cost, which are suitable for low cost, high-performance PCR. Convection based thermo-cycling using the graphene heater enabled rapid PCR.

For graphene-based thermo-optic (TO) mode extinction modulator, thermally induced inhomogeneous refractive index distribution of the polymer near the microribbon cut off the long-range surface plasmon polariton (LRSPP) stripe mode propagating along a graphene microribbon. Experimental results demonstrate 30 dB attenuation with 12 mW electrical power injection at a telecom wavelength. Graphene PD detects horizontally incident light and the time constants is less than 39.7 msec. Based on the graphene plasmonics, we develop a thermo-optic modulator and a photodetector.

(출처 : ABSTRACT 8p)

목차 Contents

• 표지 ... 1인사말씀 ... 2제출문 ... 3요약문 ... 5ABSTRACT ... 8CONTENTS ... 11목차 ... 12Figures ... 13그림목차 ... 18제1장 신개념 그래핀 연구 사업 개요 ... 22 제1절 사업 개요 ... 22 제2절 사업 목표 및 내용 ... 22제2장 원자수준의 물성제어를 통한 신개념 그래핀 소자 연구 ... 24 제1절 연구목표 ... 24 제2절 연구내용 ... 31 1. 그래핀 성장 ... 31 2. 그래핀 투명전극 ... 35 3. 그래핀 전자소자 ... 39 4. 그래핀 바이오소자 ... 46 5. 그래핀 광전소자 ... 47 제3절 연구결과 ... 48 1. 그래핀 성장 ... 48 2. 그래핀 투명전극 ... 55 3. 그래핀 전자소자 ... 63 4. 그래핀 바이오소자 ... 72 5. 그래핀 광전소자 ... 83 제4절 연구 산출물 ... 93제3장 결론 및 건의사항 ... 104 제1절 결 론 ... 104 제2절 건의사항 ... 107참고문헌 ... 108약어표 ... 110끝페이지 ... 114