보고서 정보
주관연구기관 |
세종대학교 Sejone university |
연구책임자 |
김근수
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보고서유형 | 최종보고서 |
발행국가 | 대한민국 |
언어 |
한국어
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발행년월 | 2017-05 |
과제시작연도 |
2016 |
주관부처 |
과학기술정보통신부 Ministry of Science and ICT |
등록번호 |
TRKO201800004697 |
과제고유번호 |
1711036979 |
사업명 |
개인연구지원 |
DB 구축일자 |
2018-05-05
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키워드 |
유기전구체.유사 그래핀.도핑.화학기상증착법.기초물성 조절.접합특성.열물성.광소자.유연소자.organic precursor.quasi-graphene.doping.Chemical Vapor Deposition.controlling of fundamental property.junction property.thermal property.optical device.flexible device.
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DOI |
https://doi.org/10.23000/TRKO201800004697 |
초록
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연구의 목적 및 내용
1. 다양한 유기-전구체를 이용한 순수 및 도핑된 유사-그래핀을 합성하고, 격자 구조 및 캐리어 종류와 농도를 조절함으로써 기초물성을 제어.
2. 순수, 및 도핑된 유사-그래핀들의 광전기적, 열적 기초물성 평가하고 접합특성을 연구.
3. 기초물성이 평가된 유사-그래핀을 활용한 수직형 접합소자(예: 터널링소자), 및 수평형 접합소자(PN 다이오드) 기반 광소자 및 온도센서 응용.
[1차년도] 순수 그래핀 합성 연구수행, N형 그래핀 합성 연구수행, P형 그래핀 합성연구수행, 그래핀 고속 합성
연구의 목적 및 내용
1. 다양한 유기-전구체를 이용한 순수 및 도핑된 유사-그래핀을 합성하고, 격자 구조 및 캐리어 종류와 농도를 조절함으로써 기초물성을 제어.
2. 순수, 및 도핑된 유사-그래핀들의 광전기적, 열적 기초물성 평가하고 접합특성을 연구.
3. 기초물성이 평가된 유사-그래핀을 활용한 수직형 접합소자(예: 터널링소자), 및 수평형 접합소자(PN 다이오드) 기반 광소자 및 온도센서 응용.
[1차년도] 순수 그래핀 합성 연구수행, N형 그래핀 합성 연구수행, P형 그래핀 합성연구수행, 그래핀 고속 합성연구수행
[2차년도] 합성된 유사-그래핀의 광물성 평가 및 제어, 합성된 유사-그래핀의 전하수송 평가, 합성된 유사-그래핀의 열물성 평가,
[3차년도]
질소 도핑된 그래핀의 온도 의존 전기물성 연구
순수 및 도핑된 그래핀의 접합 기초 전기 물성 연구
촉매금속 결정면과 합성된 그래핀의 상호 표면응력 관계연구
연구결과
[1차년도] CVD 합성법에 의해 메탄가스를 소스로 하여 고품질 순수 그래핀 합성 & 벤젠소스에 의한 순수그래핀합성
질소가 포함된 유기전구체인 피리딘을 소스로 하여 N형 그래핀 합성
에탄올 및 메탄올을 소스로 한 P형 그래핀 합성, 다양한 유기전구체를 활용한 그래핀 및 유사그래핀의 합성과정에서 액상 소스 활용시 기상 소스 보다 합성속도가 현저히 빠름을 확인
[2차년도] 합성된 그래핀을 Raman, IR 및 XPS로 기초 광물성 평가, 게이트 전압 인가에 따른 전류 전압 응답 특성 평가, 도핑된 그래핀 FET에서 광전류 측정 원통형 홀 구조에 띄워진 그래핀의 온도 의존성 라만 응답특성 확인 & 광학적 열전도도 평가
[3차년도]
순수 및 도핑된 그래핀의 접합 기초 전하수속특성 평가
질소 도핑된 그래핀의 온도 의존성 전하수송특성 평가
순수 및 도핑된 그래핀의 광응답 특성 평가 및 소자 응용 가능성 데모
촉매금속 결정면과 합성된 그래핀의 상호 표면응력 관계연구
고품질 그래핀 조각 기반 대면적 투명전극 제작법 제안
연구결과의 활용계획
본 연구과제 수행을 통하여 습득한 유기용매 기반의 그래핀 고속 합성기술 및 물성 조절 기술은 그래핀의 산업화 기술에서 발목을 잡고 있는 시간과 비용을 줄일 수 있는 해결방안을 주며 부수적으로 에너지 절감 및 생산성을 향상시킬 수 있을 것이다. 그 예로써 그래핀의 고속합성 기술이 구현이 되어야만 그래핀의 연속 합성 기술이 가능할 것이며 또한 이렇게 합성된 그래핀의 친환경 고속 전사기술 역시 매우 중요한 산업화 기술로써, 향후 그래핀 관련 산업화 현장에서 매우 핵심적인 노하우로 활용이 될 것으로 기대된다.
(출처 : 요약문 4p)
Abstract
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Purpose& contents
1. Synthesis of pristine & doped quasi-graphene with various organic-precursors, controlling basic properties by controlling lattice structure and carrier type and concentration.
2. Evaluate photoelectrical & thermal properties of pristine and doped quasi-graphene and study j
Purpose& contents
1. Synthesis of pristine & doped quasi-graphene with various organic-precursors, controlling basic properties by controlling lattice structure and carrier type and concentration.
2. Evaluate photoelectrical & thermal properties of pristine and doped quasi-graphene and study junction properties.
3. Vertical junction devices (eg tunneling devices) using quasi-graphene with basic properties evaluated, and optical devices and temperature sensors based on horizontal junction devices (PN diodes).
[1st year] Performing pure graphene synthesis research, conducting N-type graphene synthesis research, Perform P-type graphene synthesis study and graphene high speed synthesis study
[2nd year] Mineral evaluation and control of synthesized quasi-graphene, Evaluation of the charge transport of the synthesized quasi-graphene, evaluation of the thermal properties of the synthesized quasi-graphene
[3rd Year] Temperature dependent electrical properties of nitrogen doped graphene
Study on the Electrical Properties between pristine & doped graphene junction
Study on the mutual surface strain relationship between the catalytic metal crystal surface and the grown graphene
Result
[1st Year] High quality pure graphene synthesis with methane gas as the source of CVD synthesis and pure graphene synthesis with benzene source, n-type graphene synthesis using pyridine as an organic precursor containing nitrogen
p-type graphene synthesis using ethanol and methanol as sources, In the synthesis of graphene and similar graphene using various organic precursors, it is confirmed that the synthesis rate is much faster than that of vapor source when using liquid source
[2nd Year] The synthesized graphene was subjected to basic mineral evaluation with Raman, IR and XPS. Evaluation of current-voltage response characteristics with gate voltage application, Photocurrent measurement in doped graphene FET
Confirming the temperature dependency of Raman response of graphene floating in a cylindrical hole structure and evaluating optical thermal conductivity
[3rd Year] Estimation of fundamental charge shaping characteristics of pristine and doped graphene, Temperature dependent charge transport characteristics of Nitrogen doped graphene, Evaluation of optical response characteristics of pure and doped graphene and device application demonstration
Study on the mutual surface strain relationship between the catalytic metal crystal surface and the synthesized graphene
Proposal of high-quality graphene slice-based large area transparent electrode fabrication method
Expected Contribution
The organic solvent-based graphene-based high-speed synthesis technology and physical property control technology acquired through this project achieve solutions to reduce the time and cost of grappling in the industrialization of graphene, and additionally reduce energy and productivity . For example, the high-speed synthesis technology of graphene can be used for the continuous synthesis of graphene, and the environmentally friendly high-speed transfer technology of graphene synthesized is also a very important industrialization technology. It is expected to be used as know-how.
(출처 : SUMMARY 5p)
목차 Contents
- 표지 ... 1
- 목차 ... 2
- 연구계획 요약문 ... 3
- 연구결과 요약문 ... 4
- 한글요약문 ... 4
- SUMMARY ... 5
- 연구내용 및 결과 ... 6
- 1. 연구개발과제의 개요 ... 6
- 2. 국내외 기술개발 현황 ... 17
- 3. 연구수행 내용 및 결과 ... 24
- 4. 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 32
- 5. 연구결과의 활용계획 ... 36
- 6. 연구과정에서 수집한 해외 과학기술정보 ... 36
- 7. 주관연구책임자 대표적 연구실적 ... 36
- 8. 참고문헌 ... 36
- 9. 연구성과 ... 37
- 10. 국가과학기술지식정보서비스에 등록한 연구시설‧장비 현황 ... 40
- 11. 연구개발과제 수행에 따른 연구실 등의 안전조치 이행실적 ... 40
- 12. 기타사항 ... 42
- 별첨1 대 표 연 구 성 과 ... 44
- 별첨2 세부 목표 관련 증빙 ... 54
- 끝페이지 ... 54
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