KR100895878B1 - 탄소나노튜브의 단일막 코팅 구조물 및 그 제조 방법 - Google Patents

탄소나노튜브의 단일막 코팅 구조물 및 그 제조 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 원자현미경을 통해 액상에 분산된 탄소나노튜브의 분산 정도를 정량적으로 평가할 수 있도록 하는 탄소나노튜브의 단일막 코팅 구조물 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 기판을 가열하는 가열 단계, 가열된 상기 기판을 회전시키고, 상기 기판의 중심에 탄소나노튜브 분산용액을 분사하여, 상기 기판 상에 탄소나노튜브를 단일막으로 코팅하는 스핀 코팅 단계 및 상기 기판을 건조하는 건조 단계를 포함하는 제조 방법 및 이 제조 방법에 의해 제조되는 탄소나노튜브의 단일막 코팅 구조물에 관한 것이다.
탄소나노튜브, 단일막, 스핀 코팅

Description

탄소나노튜브의 단일막 코팅 구조물 및 그 제조 방법{MONOLAYER COATING STRUCTURE OF CABON NANOTUBU AND MANUFACTURING METHOOD THREROF}
도 1은 본 발명의 탄소나노튜브의 단일막 코팅 구조물의 형성 방법을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2의 (a) 내지 (j)는 본 발명의 일실시예에 따른 탄소나노튜브의 단일막 코팅 구조물의 샘플을 제작하는 공정을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따라 제작된 샘플을 원자현미경을 이용해 탄소나노튜브의 분산 정도를 평가하는 과정을 개략적으로 도시한 도면이다.
<주요 도면 부호의 설명>
100: 핫 플레이트 110: 제1 실리콘 웨이퍼
120: 마운트 왁스 130: 제2 실리콘 웨이퍼
140: 스핀 코터 150: 피펫
160: 제3 실리콘 웨이퍼 170: 단일막 구조물 샘플
CN: 탄소나노튜브 분산용액 ME: 매탄올
DW: 증류수 AFM: 원자현미경
본 발명은 탄소나노튜브의 단일막 코팅 구조물 및 그 제조 방법에 대한 것으로, 보다 상세하게는 정량적인 탄소나노튜브의 분산 정도를 측정할 수 있도록 하는 탄소나노튜브의 단일막 코팅 구조물 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 탄소나노튜브는 1991년 Lijima에 의해 발견된 이래 우수한 기계적, 전기적 및 광학적 특성을 가지며, 나노 복합체, 나노 전자 소재 등 극 미세 응용영역에서 많은 각광을 받고 있다.
그러나 탄소나노튜브는 우수한 물성과 응용 가능성에도 불구하고 아직은 상용화되지 못하고 있다. 그 이유로는 탄소나노튜브의 지름의 크기가 다양하고, 카이랄리티(chirality) 특성에 따른 금속성 나노튜브와 반도체성 나노튜브의 분리가 어려우며, 응집(aggregation) 현상으로 인해 탄소나노튜브의 개별 제어가 어렵기 때문이다.
특히, 탄소나노튜브는 접촉면의 1 마이크로미터(㎛) 당 500eV의 반 데르 발스(van der Waals) 결합 에너지에 의해, 쉽게 다발(bundle)과 로프(ropes)를 형성하며, 나노튜브 표면의 소수성(hydrophobic)에 의해 친수성(hydrophilic) 용액에서 쉽게 엉킴 현상을 보인다.
따라서, 탄소나노튜브의 응집 현상을 해결하기 위해 dimethylformadie, 계면활성제, 복합 고분자 및 DNA 등을 이용한 분산법이 연구되고 있다. 그러나, 이 분 산법은 분산 방법과 나노 튜브의 제작 방법에 따라 서로 다른 분산 정도를 보이고 있으며, 세포의 엔도시토시스(endocytosis) 기능을 응용한 바이오 실험에서 탄소나노튜브가 분산되는 정도에 따라 나노튜브의 세포 내로 빨아 올려지는 정도가 달라진다고 보고되고 있다.
그러므로, 탄소나노튜브의 응용을 위해서는 탄소나노튜브의 분산 정도를 정량적인 평가하는 것이 중요하다.
따라서, 탄소나노튜브의 분산 정도를 측정하기 위하여, 탄소나노튜브 분산용액에 대한 라만 스펙트럼(raman spectrum), 형광 스펙트럼(fluorescence spectrum) 그리고 흡광 스펙트럼(absorption spectrum) 결과를 이용하여 용액 상에서 탄소나노튜브 분산 정도를 상대적으로 평가하는 방법들이 연구되고 있다.
그러나, 레이저를 이용하여 얻어진 광학신호로 탄소나노튜브의 분산도를 평가하는 방법들은, 동일 방법에 의해 분산되어 분산도가 다른 탄소나노튜브 분산용액들 간의 상대적인 분산 정도를 평가하는 방법이다.
또한, 형광 스펙트럼과 흡광 스펙트럼은 개별적으로 분산된 탄소나노튜브에, 라만 스펙트럼은 탄소나노튜브의 응집된 정도에 각각 민감하기 때문에 개별적으로 분산된 탄소나노튜브와 응집된 나노튜브가 분산용액 상에 동시에 존재할 때 탄소나노튜브의 분산 정도를 민감하게 평가할 수가 없는 단점을 갖는다.
따라서, 탄소나노튜브의 분산 정도를 정량적으로 측정할 수 있는 탄소나노튜브의 단일막 코팅 구조물과 이에 대한 제조 방법이 절실이 요구되고 있는 실정이다.
본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로, 그 목적은 원자현미경을 통해 액상에 분산된 탄소나노튜브의 분산 정도를 정량적으로 평가할 수 있도록 하는 탄소나노튜브의 단일막 코팅 구조물 및 그 제조 방법을 제공하는 것이다.
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 탄소나노튜브의 단일막 코팅 구조물 제작 방법은 기판을 가열하는 가열 단계와, 가열된 기판을 회전시키고, 기판의 중심에 탄소나노튜브 분산용액을 분사하여, 기판 상에 탄소나노튜브를 단일막으로 코팅하는 스핀 코팅 단계 및 상기 기판을 건조하는 건조 단계를 포함한다.
가열 단계에서, 기판을 70℃ 내지 300℃의 온도 범위 내에서 가열하는 것이 바람직하며, 기판은 핫 플레이트, 세라믹 히터 및 할로겐 히터 등을 이용해 가열할 수 있다.
단일막 형성 단계에서, 기판의 회전 속도는 탄노나노튜브 분산용액 내에 존재하는 탄소나노튜브의 농도에 비례하며, 점성이 물과 같이 낮을 때는 탄소나노튜브 분산용액 내에 존재하는 탄소나노튜브의 농도가 10 mg/L 내지 26mg/L 일 때, 400rpm 내지 1000rpm 범위에 속하는 것이 바람직하다. 또한 기판은 스핀 코터를 이용해 회전시킬 수 있다.
탄소나노튜브는 단일벽 탄소나노튜브이고, 단일벽 탄소나노튜브에 대한 분산제는 계면활성제인 것을 포함한다.
탄소나노튜브의 단일막에 남겨진 분산제를 제거하는 세척단계를 더욱 포함할수 있고, 세척단계에서는 분산제인 계면활성제는 메탄올과 증류수를 이용해 세척할 수 있다.
건조 단계에서 기판은 질소 가스를 분사하여 건조할 수 있다.
전술한 제조 방법에 의해 제조된 본원 발명의 탄소나노튜브의 단일막 코팅 구조물에서, 기판은 실리콘 웨이퍼인 것을 포함할 수 있다.
탄소나노튜브 단일막의 두께는 탄소나노튜브 분산용액 내의 탄소나노튜브 입자간 평균거리 보다 더 얇게 형성되는 것을 포함한다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙였다.
도 1은 본 발명의 탄소나노튜브의 단일막 코팅 구조물의 형성 방법을 개략적으로 도시한 도면이다.
본 발명의 탄소나노튜브의 단일막 코팅 구조물은 기판 가열 단계(ST1), 스핀 코팅 단계(ST2), 세척 단계(ST3) 및 건조 단계(ST4)를 포함하는 제조 방법에 의해 제조 된다. 여기서 세척 단계(ST3)는 선택적으로 생략할 수 있으며, 스핀 코팅 단계(ST2) 후 건조 단계(ST4)를 바로 수행할 수도 있다.
먼저, 기판 가열 단계(ST1)에서는, 기판(10) 상에 탄노나노튜브 단일막(20) 을 흡착, 코팅시킬 수 있도록 고온의 열을 이용해 기판(10)을 가열한다.
스핀 코팅 단계(ST2)에서는, 도 1에 도시한 바와 같이, 가열된 고온의 기판(10)을 회전시켜, 기판 중심에 분사된 탄소나노튜브 분산용액이 원심력에 의해 고르게 펴지면서, 고온의 기판(10)에 의해 탄소나노튜브 분산용액을 증발시켜 기판(10) 상에 탄소나노튜브를 단일막(20) 형태로 흡착, 코팅시킨다.
그리고, 세척 및 건조 단계(ST3, ST4)에서는, 기판(10) 상에 코팅된 탄소나노튜브 단일막(20)에 남겨진 분산제를 세척한 후, 건조시킨다.
전술한 탄소나노튜브의 단일막 코팅 구조물의 제조 방법에서 탄소나노튜브의 단일막을 형성하기 위해서는 탄소나노튜브 분산용액의 농도, 점성, 기판의 온도 및 회전속도에 영향을 받으며, 이들 중 해당되는 탄소나노튜브 분산용액에 대한 적정 기판 온도 및 회전속도는 실험적으로 정해질 수 있다.
이하, 원자현미경을 이용해 탄소나노튜브의 분산 정도를 정량적으로 측정하기 위한 탄소나노튜브의 단일막 코팅 구조물을 샘플링하는 과정을 통해 본 발명의 탄소나노튜브의 단일막 코팅 구조물 제조 방법의 각 단계들을 좀더 상세히 설명한다.
도 2의 (a) 내지 (j)는 본 발명의 일실시예에 따른 탄소나노튜브의 단일막 코팅 구조물의 샘플을 제작하는 공정을 개략적으로 도시한 도면이다.
가열 단계(ST1)에서는, 도 2의 (a) 내지 (c)에 도시된 바와 같이, 기판 상에 탄소나노튜브의 단일막을 형성하기 이전에 기판을 가열한다.
본 실시예에서, 기판은 원자현미경을 통해 탄소나노튜브의 분산 정도를 정량 적으로 측정할 수 있도록, 직경 2cm 이하의 작은 구조물의 제조가 용이한 실리콘 웨이퍼의 사용을 예시한다.
도 2의 (a)에서 도시하는 바와 같이, 먼저, 4인치(in)의 제1 실리콘 웨이퍼(110)를 핫 플레이트(100) 위에 올려 놓고 가열하기 시작한다.
본 실시예에서는 핫 플레이트(100)이용해 기판을 가열하는 것을 예시하고 있으나, 이에 반드시 한정되는 것은 아니며 핫 플레이트 이외에도 세라믹 히터, 할로겐 히터 등을 이용해 제1 실리콘 웨이퍼(110)를 가열할 수 있음은 당연하다.
도 2의 (b)에서 도시하는 바와 같이, 가열된 제1 실리콘 웨이퍼(110)의 중심에 접착제로 사용할 마운트 왁스(120)를 바른다. 이 마운트 왁스(120)는 100℃ 이상에서 쉽게 녹으며 온도가 떨어지면 쉽게 굳는 성질을 가진다.
그리고, 도 2의 (C)에 도시하는 바와 같이, 1㎝×1㎝ 크기로 제작된 제2 실리콘 웨이퍼(130)를 마운트 왁스(120)가 녹아 있는 제1 실리콘 웨이퍼(110)의 중심에 올려, 제2 실리콘 웨이퍼를 제1 실리콘 웨이퍼 상에 접착시킨 후, 핫 플레이트(100)를 이용해 제1 및 제2 실리콘 웨이퍼(110, 130)를 70℃ 내지 300℃의 온도 범위 내에서 가열한다.
여기서, 제1 및 제2 실리콘 웨이퍼를 70℃ 내지 300℃의 온도 범위 내에서 가열하는 이유는, 후술하는 스핀 코팅 단계(ST2)에서 제2 실리콘 웨이퍼(130)의 온도가 탄소나노튜브 분산용액(CN)의 끓는점(boiling point) 보다 약간 낮은 온도를 유지할 수 있도록 하기 위한 것이다.
따라서, 제1 및 제2 실리콘 웨이퍼(110, 130)를 70℃ 미만의 온도를 가열하 는 경우, 제2 실리콘 웨이퍼(130) 상에 탄소나노튜브 분산용액(CN)이 분사되면서 제2 실리콘 웨이퍼(130)의 온도가 급격하게 떨어져, 탄소나노튜브 분산용액(CN)이 휘발성 용매를 사용한다 하더라도 증발이 원활하게 이루어지지 못하기 때문에 탄소나노튜브 단일막 형성이 어렵게 된다.
또한, 제1 및 제2 실리콘 웨이퍼(110, 130)를 300℃를 초과하는 온도로 가열하는 경우, 제2 실리콘 웨이퍼(130) 상에 탄소나노튜브 분산용액(CN)이 분사되면서 제2 실리콘 웨이퍼(130)의 온도가 급격하게 떨어진다 하더라도, 여전히 제2 실리콘 웨이퍼(130)의 온도가 끓는점(boiling point) 보다 높은 온도를 유지하게 되어 탄소나노튜브의 단일막을 형성하기 이전에 탄소나노튜브 분산용액의 증발이 이루어져 균일한 두께의 단일막을 형성하지 못하게 된다.
본 실시예에서는, 제1 및 제2 실리콘 웨이퍼(110, 130)를 대략 250℃로 가열하는 것을 예시한다. 이는 제2 실리콘 웨이퍼(130)가 증류수를 용매로 사용하는 탄소나노튜브 분산용액(CN)의 끓는점 보다 약간 낮은 대략 90℃ 내지 100℃를 유지할 수 있도록 하기 위한 것이다.
이와 같은 제1 및 제2 실리콘 웨이퍼(110, 130)를 가열하는 온도 조건의 범위는 탄소나노튜브의 분산용액의 종류에 따라 일부 바뀔 수 있지만 가장 바람직한 온도 조건 범위를 예시한 것이다.
스핀 코팅 단계에서, 도2의 (d) 내지 (f)에 도시한 바와 같이, 스핀 코터(140)를 이용해 가열된 제1 실리콘 웨이퍼(110) 상에 탄소나노튜브의 단일막을 형성하게 된다.
도 2의 (d)에 도시한 바와 같이, 제2 실리콘 웨이퍼(130)가 부착된 제1 실리콘 웨이퍼(110)를 스핀 코터(140) 위에 올리고, 스핀 코터(140)의 진공펌프를 이용해 흡착 고정시킨 후 회전시킨다.
도 2의 (e)에 도시한 바와 같이, 가열된 상태로 스핀 코터(140)에 의해 회전 하는 제2 실리콘 웨이퍼(130) 중심에 탄소나노튜브의 분산용액(CN)을 피펫(150)을 이용해 분사한다.
본 실시예에서, 탄소나노튜브의 분산용액(CN)은 증류수 내에 분산되는 탄소나노튜브는 단일벽 탄소나노튜브가 사용되고, 이 단일벽 탄소나노튜브의 분산제로는 계면활성제를 사용하는 것을 예시한다.
따라서, 제2 실리콘 웨이퍼(130)의 회전 속도(rpm)는 탄소나노튜브의 분산용액 내에 존재하는 단일벽 탄소나노튜브의 농도 값에 비례하여 결정된다.
도 2의 (f)에 도시한 바와 같이, 제2 실리콘 웨이퍼(130) 상에 분사된 탄소나노튜브 분산용액(CN)은 원심력에 의해 단일벽 탄소나노튜브의 평균거리 보다 얇은 두께를 가진 얇은 막, 즉 단일막을 형성하게 된다.
그리고, 고온의 제2 실리콘 웨이퍼(130) 상에서 탄소나노튜브 분산용액(CN)에 포함된 증류수가 증발하며, 계면활성제로 코팅된 단일벽 탄소나노튜브가 실리콘 웨이퍼 표면에 고르게 분산되며 흡착, 코팅된다.
이때, 제2 실리콘 웨이퍼(130) 상에 탄소나노튜브의 단일막이 형성되지 않는 경우, 증류수가 증발하면서 단일벽 탄소나노튜브가 서로 적층되며 형성되기 때문에 원자현미경을 통하여 분산 정도를 명확히 평가하기 어렵게 된다.
따라서, 스핀 코팅 단계(ST2)에서 탄소나노튜브의 단일막 형성 조건은 제2 실리콘 웨이퍼(130)의 회전속도에 지배적인 영향을 받게 된다.
따라서, 제2 실리콘 웨이퍼(130) 상에 단일벽 탄소나노튜브간의 평균거리 보다 두께가 얇은 단일막을 형성하기 위한 최적의 회전속도는, 탄소나노튜브의 분산용액(CN) 내에 존재하는 단일벽 탄소나노튜브의 농도(단일벽 탄소나노튜브의 밀도)로부터 단일벽 탄소나노튜브 입간의 평균거리 (mean free path)를 통해 구할 수 있다.
이하, 표 1은 탄소나노튜브 분산용액 중 단일벽 탄소나노튜브 농도에 따른 탄소나노튜브의 입자간 평균거리. 회전속도 및 단일막 두께에 대한 실험예들을 나타낸 것이다.
농도(mg/L) 평균거리(nm) 회전속도(rpm) 단일막 두께(nm)
실험예1. 10 677 403.39 672
실험예2. 14 602 543.48 600
실험예3. 21 529 722.17 525
실험예4. 26 489 951.12 485
일례로, 실험예1 에서는 탄소나노튜브 분산용액(CN) 내의 단일벽 탄소나노튜브의 농도가 10 mg/L (단일벽 탄소나노튜브의 밀도가 평균 1.4 g/cm3)일 때, 단일벽 탄소나노튜브 입자 간의 평균거리는 677nm 이다.
따라서, 단일벽 탄소나노튜브가 분산된 탄소나노튜브 분산용액(CN)의 점도가 거의 물과 같다는 가정 하에서, 단일벽 탄소나노튜브의 평균거리 보다 얇은 단일막을 형성하는 회전속도 조건은 반도체생산 공정에서 많이 사용되는 포토레지스터(photo-resist)의 두께와 회전속도와의 관계식으로부터 유추할 수 있다.
그러므로, 단일벽 탄소나노튜브가 분산된 탄소나노튜브 분산용액(CN)은 포토레지스터보다 점도가 상당히 낮기 때문에 1000rpm 이하(표 1의 실험예1에서는 403.39rpm인 것을 예시함)의 회전속도에서 단일벽 탄소나노튜브의 입자간 평균거리 보다 더 얇은 두께(표 1의 실험예1에서는 672nm (<677 nm )인 것을 예시)의 단일벽 탄소나노튜브 단일막을 형성할 수 있게 된다.
이처럼, 제2 실리콘 웨이퍼의 회전속도(rpm)는, 표 1의 실험예 1 내지 실험예 4를 통해 알 수 있듯이, 이들의 점도가 물과 같이 낮다는 가정 하에서 탄소나노튜브의 분산용액(CN) 내에 존재하는 단일벽 탄소나노튜브의 농도 값에 비례하여 결정된다. 즉, 단일벽 탄소나노튜브의 농도가 10mg/L 내지 26mg/L 일 경우, 회전속도는 1000rpm 이하 보다 상세하게는 400rpm 내지 1000rpm의 범위 내에서 결정되는 것이 바람직하다.
도 2의 (g)에 도시한 바와 같이, 탄소나노튜브 단일막이 형성된 제2 실리콘 웨이퍼(130)와 동일한 크기(즉, 1㎝×1㎝)의 제3 실리콘 웨이퍼(160)를 핫 플레이트(100) 상에서 올리고, 제2 실리콘 웨이퍼(130)와 함께 100℃ 이상으로 가열한다.
그리고, 도 2의 (h)에 도시한 바와 같이, 제1 실리콘 웨이퍼(110)로부터 분리한 제2 실리콘 웨이퍼(130)를 제3 실리콘 웨이퍼(160) 상에 부착하여 탄소나노튜브의 단일막 코팅 구조물의 샘플(170; 이하, 단일막 구조물 샘플이라 한다.)의 형상을 완성한다.
세척 단계(ST3)에서는, 도 2의 (i)에 도시한 바와 같이, 단일막 구조물 샘플(170)의 제2 실리콘 웨이퍼(130)에 코팅된 탄소나노튜브 단일막에 남겨진 계면활성제를 메탄올(ME)과 증류수(DW)를 분사하여 세척한다.
여기서, 메탄올(ME)은 약한 세척으로도 탄소나노튜브의 단일막 내에 단일벽 탄소나노튜브의 분산 정도에 영향을 끼치지 않고 계면활성제를 제거할 수 있도록 한다.
이와 같은 세척 단계(ST4)는 탄소나노튜브의 단일막을 형성하는 과정에 반드시 거쳐야 하는 필수 공정은 아니며, 필요에 따라 추가 및 생략할 수 있다.
그리고, 세척 단계(ST4) 이후에 건조 단계(ST4)에서는, 도 2의 (j)에 도시된 바와 같이, 세척된 단일막 구조물 샘플에 질소 가스(N2 Gas)를 분사하여 건조시킨다. 세척 단계(ST4)를 생략하는 경우에도 상기 단일막 구조물 샘플에 질소 가스(N2 Gas)를 분사하여 건조시킬 수 있다.
따라서, 단일막 구조물 샘플(170)은 원자현미경으로 탄소나노튜브의 분산 정도 측정시 요구되는 직경 2cm이하로, 웨이퍼 다이싱(dicing)이나 절단 없이 좀더 간단하게 제작할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따라 제작된 샘플을 원자현미경을 이용해 탄소나노튜브의 분산 정도 평가하는 과정을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3에 도시한 바와 같이, 단일막 구조물 샘플(170)의 제2 실리콘 웨이퍼(130) 표면에 코팅된 탄소나노튜브의 단일막으로부터 단일벽 탄소나노튜브의 분산정도를 원자현미경(AFM)을 이용하여 정량적으로 측정할 수 있다.
이때, 원자현미경(AFM)을 이용한 단일막 탄소나노튜브의 분산 정도 측정은 원자현미경(AFM)의 뾰족한 프로브(200)와 단일막 구조물 샘플(170)이 직접 접촉하지 않는, 비 접촉식(non-contact) 모드로 측정하는 것이 바람직하다.
전술한 제조 방법으로 제조된 단일막 구조물 샘플(170)은 탄소나노튜브 분산용액(CN) 내에 존재하는 단일벽 탄소나노튜브의 분산 정도와 동일한 분산 정도를 갖는 탄소나노튜브 단일막을 제2 실리콘 웨이퍼(130) 상에 흡착 코팅시킬 수 있게 된다.
따라서, 단일막 구조물 샘플(170)은 원자현미경(AFM)을 이용해 단일벽 탄소나노튜브의 분산 정도를 직접 관찰할 수 있어, 단일벽 탄소나노튜브의 분산 정도를 정량적으로 평가할 수 있게 된다.
이상을 통해 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형 또는 변경하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.
이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 탄소나노튜브의 단일막 코팅 구조물 및 그 제조 방법은, 가열된 기판을 회전시키는 고온 스핀 코팅 방식을 통해 탄소나노튜브 분산용액 내에 존재하는 단일벽 탄소나노튜브의 분산 정도와 동일한 분산 정도를 갖는 탄소나노튜브 단일막 코팅 구조물을 형성하고, 이 탄소나노튜브 단일막 코팅 구조물을 원자현미경을 이용해 탄소나노튜브의 분산 정도를 정량적으로 평가할 수 있도록 하는 효과를 갖는다.

Claims (12)

  1. 기판을 가열하는 가열 단계;
    상기 가열 단계 이후에, 가열된 상기 기판을 회전시키며, 상기 기판의 중심에 탄소나노튜브 분산용액을 분사하여, 상기 기판 상에 탄소나노튜브를 단일막으로 코팅하는 스핀 코팅 단계; 및
    상기 기판 상에 코팅된 상기 탄소나노튜브 단일막을 건조하는 건조 단계를 포함하는 탄소나노튜브의 단일막 코팅 구조물 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 가열 단계에서,
    상기 기판을 70℃ 내지 300℃의 온도 범위 내에서 가열하는 탄소나노튜브의 단일막 코팅 구조물 제조 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 기판은 핫 플레이트를 이용해 가열하는 탄소나노튜브의 단일막 코팅 구조물 제조 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 스핀 코팅 단계에서,상기 기판의 회전 속도는 상기 탄노나노튜브 분산용액 내에 존재하는 탄소나노튜브의 농도에 비례하는 탄소나노튜브의 단일막 코팅 구조물 제조 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 기판의 회전 속도는,
    상기 탄소나노튜브 분산용액 내에 존재하는 탄소나노튜브의 농도가 10 mg/L 내지 26mg/L 일 때, 400rpm 내지 1000rpm 범위에 속하는 탄소나노튜브의 단일막 코팅 구조물 제조 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 스핀 코팅 단계에서,
    상기 기판은 스핀 코터를 이용해 회전시키는 탄소나노튜브의 단일막 코팅 구조물 제조 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 탄소나노튜브 분산용액은,
    단일벽 탄소나노튜브와, 계면활성제를 포함하는 탄소나노튜브의 단일막 코팅 구조물 제조 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 탄소나노튜브의 단일막에 남겨진 분산제를 제거하는 세척단계를 더욱 포함하고,
    상기 세척 단계에서는 상기 분산제인 계면활성제를 메탄올과 증류수를 이용해 세척하는 탄소나노튜브의 단일막 코팅 구조물 제조 방법.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 건조 단계에서,
    상기 기판 상에 질소 가스를 분사하여 건조하는 탄소나노튜브의 단일막 코팅 구조물 제조 방법.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항의 방법으로 제조된 탄소나노튜브의 단일막 코팅 구조물.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 기판은 실리콘 웨이퍼인 것을 포함하는 탄소나노튜브의 단일막 코팅 구조물.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 탄소나노튜브 단일막의 두께는,
    상기 탄소나노튜브 분산용액 내의 탄소나노튜브 입자간 평균거리 보다 더 얇게 형성되는 탄소나노튜브의 단일막 코팅 구조물.
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