초록 ▼

□ 연구개요
◯ 본 연구에서는 이론계산을 기반으로 탄소 간 공유결합형태의 인위적 선택에 의해 금속과 반도체 간의 조절이 가능한 원자 스케일의 가장 이상적인 선형 탄소 체인의 제조 기술 확립
◯ 선형 탄소 체인은 단일과 삼중 원자 결합들이 이중 혹은 교대로 함께 묶인 탄소 원자들의 체인으로서 이론 강도는 그래핀보다 2배 높으며 길이에 따라 밴드 갭 조절이 가능
◯ 이제까지 밝히지 못했던 특이한 전기특성 및 광학물성을 체인과 나노튜브 간 상호작용관점에서 다양한 광학분석장치를 이용하여 규명
◯ 전도 리드 및 초전도체

□ 연구개요
◯ 본 연구에서는 이론계산을 기반으로 탄소 간 공유결합형태의 인위적 선택에 의해 금속과 반도체 간의 조절이 가능한 원자 스케일의 가장 이상적인 선형 탄소 체인의 제조 기술 확립
◯ 선형 탄소 체인은 단일과 삼중 원자 결합들이 이중 혹은 교대로 함께 묶인 탄소 원자들의 체인으로서 이론 강도는 그래핀보다 2배 높으며 길이에 따라 밴드 갭 조절이 가능
◯ 이제까지 밝히지 못했던 특이한 전기특성 및 광학물성을 체인과 나노튜브 간 상호작용관점에서 다양한 광학분석장치를 이용하여 규명
◯ 전도 리드 및 초전도체 또는 나노소자 등의 응용연구를 통해 플러렌, 탄소나노튜브 그리고 그래핀의 연구 및 응용 한계를 극복

□ 연구 목표대비 연구결과
◯ 전처리 및 고온 열처리에 의해 탄소나노튜브 내 특수한 공간에 선형 탄소 체인의 제조기술 개발 (달성도 100%): CVD로 얻어진 이중벽 탄소나노튜브를 1500도 진공 열처리하여 약 8% 이내 함량의 선형 탄소 체인 제조 및 이를 라만과 투과전자현미경을 통해 확인함.
◯ 고온 열처리에 의한 선형 탄소 체인의 성장 메커니즘 규명 (달성도 60%): 13C 동위원소가 들어간 메탄가스 이용 시 선형 탄소 체인가 성장하지 않음. 정확한 성장 메커니즘 규명이 필요
◯ 광학분석장치에 의한 광물성 분석 (달성도 80%): 선형 탄소 체인에 기인한 형광 피크 확인
◯ 선형 탄소 체인과 나노튜브 간 상호작용 규명 (달성도 100%): (1) 초고압 하 라만 측정에 의해 △ω/ω와 함께 E 와 γ가 제공되면 나노스케일에서 압력 보정 또는 고성능 무게 센서를 포함한 나노계측기술 이용 가능성 제공, (2) In-situ 분광전기화학평가를 통해 Li+가 나노튜브 외벽에 도핑 확인
◯ 초전도 특성을 지닌 원자 스케일의 탄소와이어 초전도체 및 (달성도 50%): 선형탄소 체인의 대기 불안정성에 기인한 실험적 한계. 대기 중에 안정한 선형 탄소체인 제조 방법이 요구

□ 연구개발결과의 중요성
◯ 밴드갭 조절이 가능한 가장 이상적인 원자스케일의 선형 탄소 체인은 이론적으로 그래핀과 탄소나노튜브의 두 배, 다이아몬드 세 배의 인장 강도를 지니며 10% 인장 시 밴드갭이 변화
◯ 이중벽 탄소나노튜브 내부에 8% 선형 탄소 체인의 선택적 제조 기술 및 분석 기술 확립
◯ 내부 튜브와 선형 탄소 체인 간의 기계적 그리고 광학적 상호 작용 규명
◯ 나노스케일에서 압력 보정 또는 고성능 무게 센서를 포함한 나노계측기술 이용 가능성 제공
◯ 궁극적인 원자 레벨의 1D 탄소 체인은 제4세대 나노탄소체로서 신개념의 나노소재 창출 가능성 내포

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 2. 연구수행내용 및 연구결과 ... 4
• 2.1 1차년도 ... 4
• 2.2 2차년도 ... 6
• 2.3 3차년도 ... 9
• 3. 연구개발결과의 중요성 ... 13
• 4. 참고문헌 ... 14
• 5. 연구성과 ... 15
• 대표적 연구실적 ... 24
• 끝페이지 ... 39