초록 ▼

□ 연구의 목적 및 내용
본 연구에서는 4종류의 전자구조조합을 가지는 이중벽 탄소나노튜브(DWNTs, 내층@외층 = S@S, S@M, M@S, M@M (S: 반도체, M:금속))의 선택적 제조를 그 목적으로 한다. 이제까지 밝히지 못했던, 동축의 이중벽구조 (키랄리티, 전기특성, 튜브간거리 등)에 의한 특이한 전기특성 및 광학물성 등을 튜브간 상호작용관점에서 규명하고, 투명도전성 박막, 에너지 저장장치 및 초전도체 등의 디바이스를 제조한다.

□ 연구결과
◯ 초고순도 반도체 또는 금속 싱글월 탄소나노튜브(순도:

□ 연구의 목적 및 내용
본 연구에서는 4종류의 전자구조조합을 가지는 이중벽 탄소나노튜브(DWNTs, 내층@외층 = S@S, S@M, M@S, M@M (S: 반도체, M:금속))의 선택적 제조를 그 목적으로 한다. 이제까지 밝히지 못했던, 동축의 이중벽구조 (키랄리티, 전기특성, 튜브간거리 등)에 의한 특이한 전기특성 및 광학물성 등을 튜브간 상호작용관점에서 규명하고, 투명도전성 박막, 에너지 저장장치 및 초전도체 등의 디바이스를 제조한다.

□ 연구결과
◯ 초고순도 반도체 또는 금속 싱글월 탄소나노튜브(순도: 98%)에 플러렌 (C₆₀)을 넣고 Peapod를 제조하였고 고온 열처리에 의해 전자 구조가 조절된 S@M, S@S DWNTs의 제조법 확립
◯ S@M DWNTs를 고립 분산 용액으로부터 형광 관찰: 금속성 외부 튜브로 감싸진 반도체 튜브에서 기인함을 실험적으로 확인함. 이는 Kasha’s rule violation을 광학적으로 확인
◯ 밀도구배 및 초원심법에 의한 다른 전자 구조를 가진 DWNTs 분리 효율은 매우 낮음
◯ S@M DWNTs 분산용액으로부터 필름 제작: 낮은 전기전도도
◯ 리튬 도핑에 따른 내층과 외층 튜브에 기인한 라만 변화 확인하였으며 비흑연화성 판소와 비슷한 충방전 거동을 보임
◯ 외벽에 선택적으로 질소가 함유된 이중벽 탄소나노튜브의 제조
◯ 보론이 치환 형태로 함유된 이중벽 탄소 나노튜브의 transport 물성 평가: 튜브의 전자 구조에 관계 없이 전기전도도를 올리는 방법으로 치환 보론 도핑은 매우 유효함

□ 연구결과의 활용계획
◯ 서로 다른 종류의 전자구조조합을 지닌 이중벽 탄소나노튜브을 고온 열처리하여 선형 탄소체인의 선택적 연구
◯ 10GPa 초고압에 의한 튜브간 상호작용을 in-situ 라만을 이용하여 분석
◯ 튜브의 전자구조에 따른 초전도 특성의 지속적인 평가와 함께 메카니즘을 규명
◯ 치환형태의 질소 및 보론 도핑 기술은 나노튜브 섬유의 전기전도성 및 강도 향상을 위한 툴로 응용
◯ 생체분자로 분산된 서로 다른 전자구조조합을 지닌 이중벽 탄소나노튜브의 drug delivery system의 carrier로서 가능성 평가

(출처 : 연구결과 요약문 5p)

Abstract ▼

□ Purpose& contents
The purpose of this project is to synthesize four different tpyes of double walled carbon nanotubes (DWNTs) with different configurations (i.e., S@S, S@M, M@S and M@M, in which S semiconducting and M metallic) in order to understand the intrinsic physics of coaxial tubular sys

□ Purpose& contents
The purpose of this project is to synthesize four different tpyes of double walled carbon nanotubes (DWNTs) with different configurations (i.e., S@S, S@M, M@S and M@M, in which S semiconducting and M metallic) in order to understand the intrinsic physics of coaxial tubular system. Due to the difference in electronic properties of these nanotube system, they hold great promise for a completely new generation of advanced electronic device.

□ Result
◯ We developed a method of synthesizing DWNTs with specific configurations (i.e., S@S, S@M, M@S and M@M, in which S semiconducting and M metallic) by thermally treating highly pure semiconducting and metallic SWNTs containing fullerenes at high temperatures
◯ We prepared individually dispersed S@M DWNTs in an aqueous solution and then observed bright photoluminescent signals, indicating the violation of Kasha’s rule
◯ The yield of DWNTs with selective electronic structues via density gradient and ultra-centrifugation method was found to be low
◯ The electrical conductivity of nanotube film using individually dispersed S@M DWNT solutions is quite low
◯ We identified the substantial change in Raman spectra due to the strong coupling interaction between inner and outer tubes during the insertion and desertion of lithium ions
◯ We synthesized nitrogen doped double walled carbon nanotubes via plasma treatment
◯ The substitutional boron atoms was effective to increase the electrical conductivity of nanotube film irrespective of electronic structure

□ Expected Contribution
◯ Using DWNTs with specific configurations as template for growing linear carbon chains inside the hollow core of inner tubes by thermally treating nanotubes around 1500℃
◯ To understand coupling interaction between inner and outer tubes, high pressure (10 GPa) in-situ Raman study will be carried out
◯ Evaluating the superconductivity of DWNTs with specific configuration and exploring its mechanism
◯ Using substitutional boron and nitrogen doping technique to increase the mechanical strength and electrical conductivity of carbon nanotube fibers
◯ The preparation of biomolecules-dispersed DWNTs with specific configurations and evaluation them as carrier in drug delivery system

(출처 : SUMMARY 6p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 목차 ... 3
• 연구계획 요약문 ... 4
• 연구결과 요약문 ... 5
• 한글요약문 ... 5
• SUMMARY ... 6
• 연구내용 및 결과 ... 7
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 7
• 2. 국내외 기술개발 현황 ... 8
• 3. 연구수행 내용 및 결과 ... 8
• 4. 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 17
• 5. 연구결과의 활용계획 ... 18
• 6. 연구과정에서 수집한 해외 과학기술정보 ... 18
• 7. 주관연구책임자 대표적 연구실적 ... 19
• 8. 참고문헌 ... 19
• 9. 연구성과 ... 20
• 10. 국가과학기술지식정보서비스에 등록한 연구시설‧장비 현황 ... 27
• 11. 연구개발과제 수행에 따른 연구실 등의 안전조치 이행실적 ... 27
• 12. 기타사항 ... 27
• [별첨1] 대표적 연구실적 ... 28
• [별첨2] 세부 목표 관련 증빙 ... 43
• 끝페이지 ... 44