KR100988322B1 - 탄소나노튜브 쇼트키 다이오드 및 그 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 기판 상에 형성된 절연층;
상기 절연층 상에 이격되어 배치된 2개의 전극; 및
상기 2개의 전극을 연결하는 탄소나노튜브로 이루어진 채널;를 포함하며,
상기 2개의 전극이 동일한 금속이며,
상기 2개의 전극 중 어느 하나의 전극과 상기 채널 사이의 접점에 상기 전극을 구성하는 금속에 비해 일함수(work function)가 낮은 금속 또는 이의 산화물이 존재하는 탄소나노튜브 쇼트키 다이오드를 개시한다.
탄소나노튜브(carbon ananotube), 쇼트키 다이오드(Schottky diode)
Description
본 발명은 탄소나노튜브 쇼트키 다이오드 및 그 제조 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 전극과 탄소나노튜브 사이의 접점에 상기 전극 보다 일함수가 낮은 금속이 존재하는 탄소나노튜브 쇼트키 다이오드 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
일차원 나노구조체 중에서 탄소나노튜브는 우수한 전기적 특징을 가짐으로 인하여 고성능 나노전자소자(nanoelectronic device)의 일 구성 요소로서 사용되기에 적합하다. 예를 들어, 단일벽 탄소나노튜브 전계효과 트랜지스터(SWNT-FET)를 사용하여 민감한 화학적 및 생물학적 센서의 구현과 본질적인 전기적 특성에 관한 이해가 가능하다.
전계효과 트랜지스터 소자에 비하여 탄소나노뷰트 다이오드 소자는 복잡한 제조 공정으로 인하여 상대적으로 관심이 낮다.
p-n 접합 탄소나노튜브 다이오드를 제조하기 위해서는 화학적 도핑에 의해 p-타입 및 n-타입 반도체성 탄소나노튜브를 제조하는 복잡한 공정이 필수적이다.
비대칭 일함수(asymmetric work function) 에너지 레벨에 기인한 탄소나노튜브 쇼트키 다이오드는 에너지적으로 비대칭인 금속 전극들과 접촉시키는 방법에 의해 얻어질 수 있다. 쇼트키 다이오드는 p-n 접합 다이오드에 비해 낮은 순방향(forward) 저항 및 낮은 수준의 노이즈(noise)과 같은 장점을 가진다. 그러나, 서로 다른 2가지 종류의 금속 전극을 순차적으로 배열하여야 하는 복잡한 리소그래피 공정이 여전히 요구된다.
탄소나노튜브 쇼트키 다이오드에 관한 기술로는 Appl. Phs. Lett. 2002, 87, 253116; J. Appl . Phys . Lett . 2006, 88, 133501 등이 있다.
그러므로, 보다 간단하게 탄소나노튜브 쇼트키 다이오드를 제조하는 방법이 여전히 요구된다.
기판 상에 형성된 절연층;
상기 절연층 상에 이격되어 배치된 2개의 전극; 및
상기 2개의 전극을 연결하는 탄소나노튜브로 이루어진 채널;를 포함하며,
상기 2개의 전극이 동일한 금속이며,
상기 2개의 전극 중 어느 하나의 전극과 상기 채널의 접점에 상기 전극을 구성하는 금속에 비해 일함수(work function)가 낮은 금속 또는 이의 산화물이 존재하는 탄소나노튜브 쇼트키 다이오드가 제공된다.
일 표면에 절연층이 형성된 기판을 준비하는 단계;
상기 절연층의 표면에 탄소나노튜브로 이루어진 채널을 형성하는 단계;
상기 절연층의 표면에 상기 채널과 연결되도록 이격되어 배치되는 2개의 전극을 형성하는 단계;
상기 탄소나노튜브의 표면에 융합된 방향족 탄화수소 고리를 포함하는 화합물을 부착시키는 단계;
상기 탄소나노튜브와 융합된 방향족 탄화수소 고리를 포함하는 화합물 사이에 금속 이온을 주입하는 단계; 및
상기 2개의 전극 사이에 바이어스 전압를 가하는 단계;를 포함하는 탄소나노튜브 쇼트키 다이오드의 제조 방법이 제공된다.
이하에서 본 발명의 바람직한 구현예에 따른 탄소나노뷰트 쇼트키 다이오드 및 그 제조 방법에 관하여 관하여 더욱 상세히 설명한다.
본 발명의 일 구현예에 따른, 탄소나노튜브 쇼트키 다이오는, 도 1을 참조하면, 기판(11) 상에 형성된 절연층(12); 상기 절연층(12) 상에 소정의 간격으로 이격되어 배치된 2개의 전극(13a, 13b); 및 상기 2개의 전극을 연결하는 탄소나노튜브로 이루어진 채널(14);를 포함하며, 상기 2개의 전극이 동일한 금속이며, 상기 2개의 전극 중 어느 하나의 전극(13a)과 상기 채널(14)의 접점에 상기 전극을 구성하는 금속에 비해 일함수(work function)가 낮은 금속(15) 또는 이의 산화물이 존재한다.
상기 탄소나노뷰트 쇼트키 다이오드는 동일한 2개의 전극 중 어느 하나의 전극과 탄소나노뷰브의 접점에 상기 전극을 형성하는 금속에 비해 일함수가 낮은 금 속이 존재함에 의하여 상기 2개의 전극의 일함수가 달라지게 되어, 결과적으로 탄소나노튜브 쇼트키 다이오드를 구현할 수 있다.
본 명세서에서 설명의 편의를 위하여 상기 접점에 일함수가 낮은 금속이 존재하는 전극(13a)을 드레인 전극(drain electrode) 이라 칭하고 다른 하나의 전극(13b)을 소스 전극(source electrode) 라고 칭한다.
이하, 상기 탄소나노튜브 쇼트키 다이오드의 작동 원리를 도 1 및 도 2를 참조하여 보다 상세히 설명한다. 이하의 설명은 본 발명의 이해를 돕기 위한 것으로서 본 발명의 범위를 이하의 설명 범위로 한정하려는 의도가 아니다.
드레인 전극(13a)과 탄소나노튜브 채널(14)의 접점에 존재하는, 상기 드레인 전극(13a)을 형성하는 금속에 비해 일함수가 낮은 금속(15) 또는 이의 산화물은 상기 드레인 전극(13a)의 일함수를 감소시킨다(Δμf). 결과적으로, 상기 드레인 전극(13a)과 탄소나노튜브(14)의 접점에서 쇼트키 장벽(Schottky barrier, SB)이 높아진다. 이에 반해, 상기 소스 전극(13b)과 탄소나노튜브(14)의 접점의 에너지 레벨은 변화 없이 일정하게 유지된다. 결과적으로, 상기 다이오드에 네거티브 바이어스(negative bias) 전압이 가해지면 상기 드레인 전극(13a)으로부터 탄소나노튜브(14)로의 정공(hole)의 전달이 저지되므로 전류가 흐르지 않고, 반대로 포지티브 바이어스(positive bias) 전압이 가해지면 상기 소스 전극(13b)에서 탄소나노뷰트(14)로의 정공 전달이 용이하므로 상기 바이어스 전압의 크기에 비례하여 전류가 흐른다. 결과적으로, 쇼트키 다이오드의 특성을 구현한다.
본 발명의 다른 구현예에 따르면, 상기 탄소나노튜브 표면에 융합된(fused) 방향족 탄화수소 고리를 포함하는 화합물이 존재하는 것이 바람직하다. 상기 화합물에 포함된 융합된 방향족 탄화수소 고리는 그라펜(graphene)과 유사한 구조를 가지므로 탄소나노튜브 표면에 반 데르 발스 힘(Van der Waals force) 등을 통하여 물리적으로 흡착될 수 있다. 상기 융합된 방향족 탄화수소 고리에 포함된 탄소수는 10 내지 50개가 바람직하다. 상기 융합된 방향족 탄화수소 고리를 포함하는 화합물은 1-파이렌메틸아민, 안트라센, 펜타센, 코로닌, 또는 이들의 혼합물 등이 바람직하다.
본 발명의 다른 구현예에 의하면, 상기 탄소나노튜브와 상기 융합된 방향족 탄화수소 고리를 포함하는 화합물 사이에 금속 이온이 삽입된 것이 바람직하다. 상기 융합된 방향족 탄화수소 고리를 포함하는 화합물과 탄소나노튜브가 각각 그라펜과 유사한 구조를 가지고 있으므로, 상기 그라펜이 순서대로 적층된 구조인 흑연(graphite)과 유사하다. 리튬 전지 등에서 충방전 시에 음극으로 사용되는 흑연의 결정면(graphene) 사이에는 리튬 이온이 삽입된다. 따라서, 상기 리튬 전지에서와 유사한 방식으로 금속 이온이 상기 탄소나노튜브와 상기 융합된 방향족 탄화수소 고리를 포함하는 화합물 사이에 삽입될 수 있다. 상기 금속 이온은 리튬 이온, 소듐 이온, 포타슘 이온, 세슘 이온 또는 이들의 혼합물 등이 바람직하다.
본 발명의 다른 구현예에 따르면, 상기 탄소나노튜브 쇼트키 다이오드에서 상기 전극을 구성하는 금속에 비해 일함수가 낮은 금속은 리튬, 소듐, 포타슘, 또는 이들의 합금 등이 바람직하며, 일함수가 낮은 금속 산화물은 리튬 옥사이드, 소 듐 옥사이드 등이 바람직하다. 상기 전극을 구성하는 금속은 당해 기술 분야에서 다이오드, 트렌지스터 등의 전극 제조에 사용되는 금속이라면 특별히 한정되지 않으며, 예를 들어, 금(Au), 은(Ag), 알루미늄(Al) 등이다.
본 발명의 다른 구현 예에 따르면, 상기 탄소나노튜브 쇼트키 다이오드에서 탄소나노튜브 채널을 구성하는 탄소나노튜브는 반도체성질을 가지는 단일벽 탄소나노튜브가(SWNT) 특히 바람직하다.
본 발명의 다른 구현예에 따르면, 탄소나노튜브 쇼트키 다이오드의 제조 방법은 일 표면에 절연층(12)이 형성된 기판(11)을 준비하는 단계; 상기 절연층의 표면에 탄소나노튜브로 이루어진 채널(14)을 소정의 길이로 형성하는 단계; 상기 절연층의 표면에 상기 탄소나노뷰트로 이루어진 채널과 각각 연결되도록 소정의 간격으로 이격되어 배치되는 2개의 전극(13a, 13b)을 형성하는 단계; 상기 탄소나노튜브의 표면에 융합된 방향족 탄화수소 고리를 포함하는 화합물을 부착시키는 단계; 상기 탄소나노튜브와 융합된 방향족 탄화수소 고리를 포함하는 화합물 사이에 금속 이온을 주입하는 단계; 및 상기 2개의 전극 사이에 소정의 바이어스 전압를 가하는 단계;를 포함한다.
상기 제조 방법에서 상기 바이어스 전압을 가하는 단계에 의하여 상기 탄소나노튜브와 융합된 방향족 탄화수소 고리를 포함하는 화합물 사이에 주입된 금속 이온이 상기 2개의 전극 중 하나의 전극으로 이동하여 상기 전극과 탄소나노튜브의 접점에서 환원되고, 상기 금속 이온의 일함수가 상기 전극을 형성하는 금속의 일함 수에 비해 낮으므로 결과적으로 상기 전극의 일함수가 낮아지게 된다.
즉, 전극을 형성하는 금속에 비해 일함수가 낮은 금속 이온을 주입하고 이를 환원시킴으로써, 서로 다른 일함수를 가지는 2가지의 금속으로 각각 전극을 형성한 탄소나노튜브 쇼트키 다이오드와 실질적으로 동일한 결과를 제공한다. 그러므로, 종래에 비해 간단한 방법으로 비대칭 일함수 에너지 준위를 가지는 탄소나노튜브 쇼트키 다이오드를 제조할 수 있다.
상기 탄소나노튜브 쇼트키 다이오드의 제조 방법에 대하여 이하에서 보다 구체적으로 설명한다.
일 표면에 절연층이 형성된 기판을 준비한다. 상기 기판은 반도체성 기판이 바람직하며, 예를 들어 p-타입의 실리콘 기판이다. 상기 절연층은 상기 기판을 산화시켜 형성될 수 있다. 이어서, 상기 절연층의 표면에 탄소나노튜브로 이루어진 채널을 소정의 길이로 형성한다. 상기 탄소나노뷰브 채널은 상기 절연층 표면에서 탄소나노튜브를 직접 합성하는 방법으로 형성될 수 있다. 상기 탄소나노튜브로 이루어진 채널을 형성하는 방법은 탄소나노튜브를 합성하는 방법으로서 당해 상기 기술분야에서 사용하는 방법이라면 특별히 한정되지 않고 사용될 수 있다. 상기 채널은 탄소나노튜브들이 전기적으로 연결되어 있다면 길이가 특별히 한정되지 않는다. 이어서, 상기 절연층의 표면에 상기 탄소나노뷰트로 이루어진 채널과 각각 연결되도록 소정의 간격으로 이격된 2개의 전극을 형성한다. 상기 전극의 형성은 통상의 리소그래피 방식으로 수행될 수 있다. 예를 들어, 상기 탄소나노튜브 채널이 형성된 절연층 위에 금속 박막층이 형성되고, 박막층이 리소그래피에 의해 전극 형 태로 패터닝될 수 있다. 이어서, 상기 기판을 융합된 방향족 탄화수소 고리를 포함하는 화합물이 용해된 용액에 일정 시간 침지시켜 상기 탄소나노튜브의 표면에 융합된 방향족 탄화수소 고리를 포함하는 화합물을 부착시킨다. 이어서, 상기 융합된 방향족 탄화수소 고리를 포함하는 화합물이 부착된 기판을 리튬염이 들어있는 용액에 침지시켜 상기 탄소나노튜브와 상기 융합된 방향족 탄화수소 고리를 포함하는 화합물의 그라펜(graphene) 평면 사이에 금속 이온을 주입시킨다. 마지막으로, 상기 2개의 전극 사이에 소정의 바이어스 전압를 가하여 상기 전극들 중 하나의 전극과 탄소나노튜브와의 접점에서 상기 금속 이온이 환원되어 일함수가 낮아지게 되어 상기 2개의 금속의 일함수가 비대칭한 값을 가지게 된다.
이하의 실시예 및 비교예를 통하여 본 발명이 더욱 상세하게 설명된다. 단, 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것으로서 이들만으로 본 발명의 범위가 한정되는 것이 아니다.
(탄소나노뷰트 전계 효과 트랜지스터의 제조)
제조예
1
단일벽 탄소나노튜브로 이루어진 채널을 SiO2/Si기판 위에서 직접 합성하여 일정한 길이의 채널을 형성하였다. 탄소나노튜브는 상기 SiO2/Si기판 (300nm 두께의 SiO2 층이 형성된 도핑된 p-타입 실리콘(111) 기판) 위에서 화학기상증착법에 의하여 합성되었다. . 이어서, 통상적인 리소그리피 방법으로 상기 채널과 연결되면 이 격되어 배치되는 2개의 Cr(5nm)/Au(20nm)전극을 형성시켰다. 상기 기판을 6mM의 1-파이렌메틸아민이 녹아있는 디메틸포름아미드(DMF) 용액에 상온에서 30분간 침지시켰다. 이어서, 상기 기판을 디메틸포름아미드와 이소프로필알코올로 철저히 세척하였다. 이어서, 상기 기판을 프로필렌카보네이트(PC)와 디메톡시에탄(DME)의 혼합 용매(혼합비 1:1 부피비)가 사용된 0.1M LiPF6 용액에 3시간 동안 침지시켰다. 이어서, 상기 기판을 프로필렌카보네이트(PC)와 디메톡시에탄(DME)의 혼합 용매, 이소프로필 알코올로 순서대로 세척한 다음 질소 분위기에서 건조시켰다. 상기 2개의 전극은 각각 드레인 전극과 소스 전극이다. 여기서 상기 기판은 bottom 게이트로 사용될 수 있어 트랜지스터 구조를 갖게 된다.
제조예 2
상기 단일벽 탄소나노튜브로 이루어진 채널을 일정한 간격으로 수십개 형성시킨 것을 제외하고는 상기 제조예 1과 동일한 방법으로 트렌지스터를 제조하였다.
(탄소나노뷰트 쇼트키 다이오드의 제조)
실시예 1
상기 제조예 1에서 제조된 트렌지스터의 드레인 전극이 (-), 소스 전극이 (+)가 되도록 상기 전극들 사이에 바이어스 전압을 가하여, 상기 드레인 전극 표면에서 리튬 이온을 환원시켜 탄소나노튜브 쇼트키 다이오드를 제작하였다.
실시예 2
제조예 1에서 제조된 트렌지스터 대신에 제조예 2에서 제조된 트렌지스터를 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 다이오드를 제조하였다.
평가예 1 : 다이오드의 전기적 특성 평가
실시예 1에서 제조된 탄소나노뷰트 쇼트키 다이오드의 전기적 특성을 평가한 결과를 도 3에 도시하였다. 도 3에서 게이트 전압은 0V 이다.
도 3에서 청색으로 표시된 그래프와 같이, 드레인 전극과 소스 전극 사이의 전압(Vds)가 순방향(forward direction)이면 전류값이 전압의 크기에 비례하였으나, 역방향(reverse direction)이면 전류가 흐르지 않았다. 따라서, 전형적인 쇼트키 다이오드의 전기적 특성을 보여준다.
도 3에서 흑색 및 적색으로 표시된 그래프는 1-파이렌메틸아민이 부착되기 전의 소자 및 리튬 이온이 주입되기 전의 소자의 전기적 특성을 평가한 결과이다. 상기 결과는 드레인 전극과 탄소나노튜브의 접점에서 리튬 이온이 환원되기 전에는 단순히 전계효과 트랜지스터(FET)의 전기적 특성만을 보여줌을 알 수 있다.
평가예 2 ; 리튬의 분포도 측정
상기 실시예 2에서 제조된 다이오드의 탄소나노뷰트 채널에 주입된 리튬 이온의 분포도를 측정하여 도 4의 (a) 내지 (d)에 나타내었다.
도 4의 (d)에 보여지는 바와 같이 드레인 전극에 가까울수록 리튬의 농도가 증가하였다. 따라서, 바이어스 전압에 의하여 드레인 전극 방향으로 리튬 이온이 이동하여 드레인 전극과 탄소나노튜브의 접점에서 환원이 일어났음을 알 수 있다.
평가예 3 : AFM 측정
상기 실시예 1에서, 1-파이렌메틸아민 용액에 담그기 전의 단일벽 탄소나노튜브 채널, 1-파이렌메틸아민을 부착시킨 후의 탄소나노튜브 채널 및 리튬 이온을 주입한 후의 탄소나노튜브 채널 각각에 대하여 동일한 위치에서 원자간력현미경(AFM)을 측정하여 그 외관 및 높이를 비교하여 도 5에서 (c) 내지 (e)로 표시하였다.
도 5의 (c) 내지 (e)에 보여지는 바와 같이 1-파이렌메틸아민 용액에 침지한 후 및 리튬 이온 용액에 침지한 후에도 탄소나노튜브 채널의 표면에서 위상(topology)은 거의 변화가 없었다. 다만, 탄소나노튜브 채널의 높이가 1.71nm에서 2.52nm 및 2.62nm로 각각 증가하였다. 이러한 결과는 상기 탄소나노튜브에 1-파이렌메틸아민이 부착되고 상기 1-파이렌메틸아민과 탄소나노튜브 사이에 리튬 이온이 주입되었음을 보여준다.
상기 리튬 이온이 1-파이렌메틸아민과 탄소나노튜브 사이에 주입되지 않을 경우 상기 탄소나노튜브 표면에서 정전기적 인력에 의해 클러스터를 형성할 것이다. 이러한 클러스터의 형성은 일반적인 금속 이온들에게서 많이 발견된다. 100mM의 CuCl2(에탄올) 용액(a), RuCl2(에탄올) 용액(b), SnCl4(메탄올) 용액 및 ZnCl2(아세톤) 용액(d) 각각에 1-파이렌메티아민이 부착된 탄소나노튜브 채널이 형성된 기판을 침지한 후에 측정한 AFM 결과인 도 6의 (a) 내지 (d)로부터 상기 클러스터를 확인할 수 있다. 상기 도면에서 적색 점으로 표시되는 것이 클러스터이다.
평가예 4 : UV-Vis 스펙트럼 측정
1-파이렌메틸아민 용액에 침지되기 전의 탄소나노튜브(a), DMF용매에 용해된 60mM 1-파이렌메틸아민(b), 1-파이렌메틸아민 용액에 침지된 후의 탄소나노튜브(c) 및 리튬이온 용액에 침지된 탄소나노튜브(d) 각각에 대한 UV-Vis 스펙트럼을 도 7에 나타내었다.
1-파이렌메틸아님 침지 후, UV-vis 스펙트럼에서는 침지 전 탄소나노튜브의 스펙트럼과 달리 파이렌메틸아민에 의한 피크(peak) 들이 확인된다. 이러한 도 7의 결과로부터 1-파이렌메틸아민이 탄소나노튜브 표면에 성공적으로 부착되었음을 알 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 구현예에 의한 탄소나노튜브 쇼트키 다이오드의 구조를 보여주는 개략도이다.
도 2는 본 발명의 일구현예에 의한 탄소나노튜브 쇼트키 다이오드의 작동 원리를 설명하는 에전지 준위 다이아그램이다.
도 3은 본 발명의 일 구현예에 의한 탄소나노튜브 쇼트키 다이오드의 전기적 특성을 나타내는 그래프이다.
도 4의 (a)는 본 발명의 일 구현예에 의한 탄소나노튜브 쇼트키 다이오드의 광학 현미경 이미지이며, (b)는 상기 다이오드에 대한 주사 광전 현미경 Au 4f 강도 분포 이미지이며, (c)는 상기 (b)에서 표시된 A, B, C, D 위치에 대한 리튬 이동 후에 상기 전극들 사이에서 얻어진 공간 구획된(space-resolved) XPS Li1s 스펙트럼이며, (d)는 소스 전극으로부터 거리에 따른 Li 1s 피크의 면적 세기를 보여주는 그래프이다.
도 5의 (c)는 1-파이렌메틸아민 용액에 침지하기 전의 단일벽탄소나노튜브, (d)는 1-파이렌메틸아민 용액에 침지한 후의 단일벽탄소나노튜브, (e)는 리튬 염 용액에 침지한 후의 단일벽탄소나노튜브에 대한 원자간력현미경(AFM) 이미지이다.
도 6의 (a)는 100mM의 CuCl2 에탄올 용액에 침지한 후, (b)는 100mM의 RuCl2 에탄올 용액에 침지한 후, (c)는 100mM의 SnCl4 메탄올 용액에 침지한 후 및 (d) 100mM의 ZnCl2 아세톤 용액에 침지한 후의 1-파이렌메티아민이 부착된 단일벽탄소나 노튜브에 대한 원자간력현미경 이미지이다.
도 7의 (a)는 1-파이렌메틸용액에 침지하기 전의 단일벽탄소나노뷰트, (b) 60mM의 1-파이렌메틸아민 디메틸포름아미드 용액, (c) 1-파이렌메틸아민이 부착된 단일벽탄소나노튜브, (d) 리튬이 주입된 후의 단일벽탄소나노튜브에 대한 UV-Vis 스펙트럼이다.
Claims (12)
- 기판 상에 형성된 절연층;상기 절연층 상에 이격되어 배치된 2개의 전극;상기 2개의 전극을 연결하는 탄소나노튜브로 이루어진 채널;를 포함하며,상기 2개의 전극이 동일한 금속이며,상기 2개의 전극 중 어느 하나의 전극과 상기 채널의 접점에 상기 전극을 구성하는 금속에 비해 일함수(work function)가 낮은 금속 또는 이의 산화물이 존재하는 탄소나노튜브 쇼트키 다이오드.
- 제 1 항에 있어서, 상기 탄소나노튜브의 표면에 융합된(fused) 방향족 탄화수소 고리를 포함하는 화합물이 존재하는 것을 특징으로 하는 탄소나노튜브 쇼트키 다이오드.
- 제 2 항에 있어서, 상기 융합된 방향족 탄화수소 고리를 포함하는 화합물이 1-파이렌메틸아민, 안트라센, 펜타센 및 코로닌로 이루어지는 군에서 선택된 하나 이상인 것을 특징으로 하는 탄소나노튜브 쇼트키 다이오드.
- 제 2 항에 있어서, 상기 탄소나노튜브와 상기 융합된 방향족 탄화수소 고리를 포함하는 화합물 사이에 금속 이온이 삽입된 것을 특징으로 하는 탄소나노튜브 쇼트키 다이오드.
- 제 4 항에 있어서, 상기 금속 이온이 리튬 이온, 소듐 이온, 포타슘 이온 및 세슘 이온으로 이루어지는 군에서 선택된 하나 이상의 금속 이온인 것을 특징으로 하는 탄소나노튜브 쇼트키 다이오드.
- 제 1 항에 있어서, 상기 전극을 구성하는 금속에 비해 일함수가 낮은 금속이 리튬, 소듐, 포타슘, 및 세슘으로 이루어지는 군에서 선택된 하나 이상의 금속인 것을 특징으로 하는 탄소나노튜브 쇼트키 다이오드.
- 제 1 항에 있어서, 상기 전극을 구성하는 금속에 비해 일함수가 낮은 금속의 산화물이 리튬옥사이드, 소듐 옥사이드로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 금속 산화물인 것을 특징으로 하는 탄소나노튜브 쇼트키 다이오드.
- 제 1 항에 있어서, 상기 탄소나노튜브가 반도체성질을 가지는 단일벽 탄소나노튜브로 이루어진 탄소나노튜브 쇼트키 다이오드.
- 일 표면에 절연층이 형성된 기판을 준비하는 단계;상기 절연층의 표면에 탄소나노튜브로 이루어진 채널을 형성하는 단계;상기 절연층의 표면에 상기 채널과 연결되도록 이격되어 배치되는 2개의 전 극을 형성하는 단계;상기 탄소나노튜브의 표면에 융합된 방향족 탄화수소 고리를 포함하는 화합물을 부착시키는 단계;상기 탄소나노튜브와 융합된 방향족 탄화수소 고리를 포함하는 화합물 사이에 금속 이온을 주입하는 단계; 및상기 2개의 전극 사이에 바이어스 전압를 가하는 단계;를 포함하는 탄소나노튜브 쇼트키 다이오드의 제조 방법.
- 제 9 항에 있어서, 상기 융합된 방향족 탄화수소 고리를 포함하는 화합물이 1-파이렌메틸아민, 안트라센, 펜타센 및 코로닌으로 이루어지는 군에서 선택된 하나 이상인 것을 특징으로 하는 탄소나노튜브 쇼트키 다이오드의 제조 방법.
- 제 9 항에 있어서, 상기 금속 이온이 상기 전극을 형성하는 금속에 비해 일함수(work function)가 낮은 것을 특징으로 하는 탄소나노튜브 쇼트키 다이오드의 제조 방법.
- 제 9 항에 있어서, 상기 금속 이온이 리튬 이온, 소듐 이온, 포타슘 이온 및 세슘 이온으로 이루어지는 군에서 선택된 하나 이상의 금속 이온인 것을 특징으로 하는 탄소나노튜브 쇼트키 다이오드의 제조 방법.
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