KR101760653B1 - 그래핀 제조장치 및 그래핀 제조방법 - Google Patents

그래핀 제조장치 및 그래핀 제조방법 Download PDF

Info

Publication number
KR101760653B1
KR101760653B1 KR1020150109898A KR20150109898A KR101760653B1 KR 101760653 B1 KR101760653 B1 KR 101760653B1 KR 1020150109898 A KR1020150109898 A KR 1020150109898A KR 20150109898 A KR20150109898 A KR 20150109898A KR 101760653 B1 KR101760653 B1 KR 101760653B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
roll
rotating roll
rotating
chamber
graphene
Prior art date
Application number
KR1020150109898A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20160141350A (ko
Inventor
김근수
조성원
김영재
이임복
Original Assignee
세종대학교산학협력단
(주) 싸이엔텍
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 세종대학교산학협력단, (주) 싸이엔텍 filed Critical 세종대학교산학협력단
Publication of KR20160141350A publication Critical patent/KR20160141350A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101760653B1 publication Critical patent/KR101760653B1/ko

Links

Images

Classifications

    • C01B31/0446—
    • C01B31/0453—

Abstract

그래핀 제조장치 및 그래핀 제조방법을 제공한다. 그래침 제조장치는 챔버 내에 금속 박막 롤을 감고 풀 수 있는 제1 회전롤 및 제2 회전롤이 구비되고, 이러한 제1 회전롤 및 제2 회전롤을 정회전 및 역회전시키는 롤 구동부를 포함한다. 따라서, 동일 챔버 내에서 열처리 단계와 그래핀 성장 단계를 구분하여 수행할 수 있는 그래핀 제조장치를 제공할 수 있다. 따라서, 화학기상증착법을 이용한 그래핀 성장 분야에서 롤투롤 공정에 의해 만들어지는 그래핀의 품질을 단일 박막 시트를 이용해서 만들어지는 그래핀의 품질만큼 향상시킬 수 있으면서, 롤투롤 공정의 장점으로 보다 많은 량의 그래핀 생산이 가능하다.

Description

그래핀 제조장치 및 그래핀 제조방법{Apparatus for manufacturing graphene and method of manufacturing graphene}
본 발명은 화학기상증착법을 이용해 금속 박막에 그래핀을 효율적으로 성장하는 방법과 장치에 관한 것이다.
그래핀의 구조는 한 꼭지점에 세 개의 결합이 붙는 sp2 결합 구조에 의해 육각형 형태의 연결이 2차원 방향으로 뻗어나간 모양으로 벌집 모양의 2차원 결정구조를 갖고 있다. 그래핀은 원자 하나 두께의 얇은 막임에도 안정적인 분자 구조를 가지고 있다. 그래핀은 원자 한 개 두께의 막이기 때문에 굉장히 투명하여 백색광에는 2.3%의 흡수율만을 보인다. 또한 탄력이 강하여 물리적으로 20%를 늘려도 각종 전기전자적 성질이 그대로 보존되며 파괴되지 않는다. 화학적으로도 안정되어 각종 산과 염기에도 구조의 파괴 없이 잘 견디는 특성을 보여준다.
예상되는 그래핀의 응용분야는 터치패널, 플렉서블 디스플레이, 고효율 태양전지, 방열필름, 코팅 재료, 초박형 스피커, 바닷물 담수화 필터, 이차전지용 전극, 초고속 충전기 등 다양하며, 더 많은 분야에 사용하기 위한 전세계의 연구가 진행되고 있다. 그래핀은 또 다른 재질에서 얻을 수 없는 특이한 전기적 성질을 가지고 있어서 반도체가 가지는 특징인　띠구조를 가져서 반금속으로 분류되는데, 이를 이용하면 도핑 과정을 거쳐 반도체를 만들 수 있다는 것이다.
분말부터 박막까지 많은 그래핀 제조 방법들이 연구되었지만 최근에는 화학기상증착법에 많은 연구자들이 집중하고 있다. 화학기상증착법은 그래핀을 대면적 성장시킬 수 있고, 반도체와 맞먹는 생산 속도를 가지고 있어서 상업성이 가장 높은 것을 보고 있다. 화학기상증착법은 메탄과 같은 탄소 소스 가스를 고온이나 고에너지로 분해해서 탄소와 흡착성이 우수한 전이금속(Cu, Ni, Co, Fe, Ge, Ru, Pt 등)을 촉매층으로 공급해주면 탄소가 촉매 층과 반응하여 적절한 양의 탄소가 촉매 층에 녹아 들어가거나 흡착된다. 이 후 냉각을 하면 촉매 층에 포함되어 있던 탄소원자들이 표면에서 결정화되면서 그래핀 결정구조를 형성하게 되는 방식이다. 합성된 그래핀은 촉매층을 제거함으로써 기판으로부터 분리시킨 후 원하는 용도에 맞게 사용할 수 있다.
다만, 화학기상증착법을 이용한 그래핀 성장 분야에서 롤투롤 공정에 의해 만들어지는 그래핀의 품질은 단일 박막 시트를 이용해서 만들어지는 그래핀의 품질보다 떨어지고 있는 상황이다. 단일 박막 시트에 화학기상증착법으로 그래핀을 성장시키는 경우는 '가열 → 열처리 → 그래핀 성장 → 냉각'과정으로 이루어지는 반면 롤 성장에서는 원하는 시간과 온도에서의 각 공정의 처리가 쉽지 않기 때문이다.
따라서, 화학기상증착법의 그래핀 성장에 롤루톨 방식을 사용하면서도 단일 박막 시트와 같은 품질의 그래핀을 얻을 수 있는 방법과 적합한 장치를 연구할 필요가 있다.
대한민국 공개특허 제10-2014-0121664호
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 화학기상증착법의 그래핀 성장에 롤루롤 방식을 사용하면서도 단일 박막 시트와 같은 품질의 그래핀을 얻을 수 있는 그래핀 제조방법 및 그에 적합한 그래핀 제조장치를 제공함에 있다.
상기 과제를 이루기 위하여 본 발명의 일 측면은 그래핀 제조장치를 제공한다. 본 발명에 따른 롤투롤 방식의 그래핀 제조장치는 외부와 밀폐되게 형성되는 챔버, 상기 챔버 내에 구비되며, 금속 박막 롤을 감고 풀 수 있는 제1 회전롤 및 제2 회전롤, 상기 제1 회전롤 및 제2 회전롤 사이에서 금속 박막을 가열하는 가열부, 상기 챔버의 일측에 형성되어 상기 챔버 내부로 가스를 공급하는 가스공급부, 상기 챔버의 일측에 형성되어 상기 챔버 내부의 가스를 배출하는 가스배출부 및 상기 제1 회전롤 및 제2 회전롤을 정회전 및 역회전시키는 롤 구동부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 가스공급부는 환원성가스 공급부 및 탄소소스 가스 공급부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제1 회전롤 및 제2 회전롤이 정회전 하는 경우 상기 챔버 내로 환원성 가스가 공급되고, 상기 제1 회전롤 및 제2 회전롤이 역회전 하는 경우 상기 챔버 내로 탄소소스 가스가 공급되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제1 회전롤 및 제2 회전롤이 정회전 하는 경우 상기 챔버 내에서 금속 박막의 열처리 단계가 수행되고, 상기 제1 회전롤 및 제2 회전롤이 역회전 하는 경우 상기 챔버 내에서 금속 박막 상에 그래핀을 성장시키는 단계가 수행되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 환원성 가스는 수소, 헬륨, 아르곤 또는 암모니아를 포함할 수 있다.
또한, 상기 탄소 소스 가스는 탄화수소 가스를 포함할 수 있다.
또한, 상기 롤 구동부는 상기 제1 회전롤 및 제2 회전롤을 역회전 시켜주는 역회전 장치를 포함할 수 있다.
또한, 상기 역회전 장치는 상기 금속 박막 롤이 상기 제1 회전롤 및 제2 회전롤 중 어느 한 쪽으로 일정 부분 이상 이동하면, 다른 쪽으로 이동하도록 상기 제1 회전롤 및 제2 회전롤을 자동으로 역회전 시켜주는 것을 특징으로 한다.
상기 과제를 이루기 위하여 본 발명의 다른 측면은 그래핀 제조방법을 제공한다. 본 발명에 따른 롤투롤 방식의 그래핀 제조방법은 양측이 각각 제1 회전롤 및 제2 회전롤에 연결된 금속 박막 롤을 준비하는 단계, 상기 제1 회전롤 및 제2 회전롤을 일 방향으로 회전시켜 상기 금속 박막을 이동시키면서 상기 제1 회전롤 및 제2 회전롤 사이에서 이동되는 금속박막에 열처리만을 수행하는 단계 및 상기 제1 회전롤 및 제2 회전롤을 반대 방향으로 회전시켜 상기 금속 박막을 이동시키면서 상기 제1 회전롤 및 제2 회전롤 사이에서 이동되는 금속박막 상에 그래핀을 성장시키는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 상기 열처리만을 수행하는 단계는, 환원성 가스 분위기하에서 수행하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 열처리만을 수행하는 단계는, 600 ℃ 이상의 온도에서 수행하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 그래핀을 성장시키는 단계는, 탄소소스 가스 분위기하에서 상기 금속 박막 상에 그래핀을 성장시키는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 그래핀을 성장시키는 단계는, 800 ℃ 이상의 온도에서 수행하는 것을 특징으로 한다.
또한, 동일 챔버 내에서 열처리 단계와 그래핀 성장 단계를 구분하여 수행되는 것을 특징으로 한다.
상기 과제를 이루기 위하여 본 발명의 일 측면은 그래핀 제조장치를 제공한다. 본 발명에 따른 롤투롤 방식의 그래핀 제조장치는 외부와 밀폐되게 형성되는 챔버, 상기 챔버 내에 구비되며, 금속 박막 롤을 감고 풀 수 있는 제1 회전롤 및 제2 회전롤, 상기 제1 회전롤 및 제2 회전롤 사이에서 금속 박막을 가열하는 가열로, 상기 챔버의 일측에 형성되어 상기 챔버 내부로 가스를 공급하는 가스공급부, 상기 챔버의 일측에 형성되어 상기 챔버 내부의 가스를 배출하는 가스배출부 및 상기 제1 회전롤 및 제2 회전롤을 역회전시키는 역회전 장치를 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면, 동일 챔버 내에서 열처리 단계와 그래핀 성장 단계를 구분하여 수행할 수 있는 그래핀 제조장치를 제공할 수 있다.
따라서, 동일 챔버 내에서 열처리 단계와 그래핀 성장 단계에 구분하여 수행하면서도 챔버 내로 주입되는 가스의 분위기를 조절하여, 열처리 효과 및 그래핀 성장 효율을 향상시킬 수 있다.
따라서, 화학기상증착법을 이용한 그래핀 성장 분야에서 롤투롤 공정에 의해 만들어지는 그래핀의 품질을 단일 박막 시트를 이용해서 만들어지는 그래핀의 품질만큼 향상시킬 수 있으면서, 롤투롤 공정의 장점으로 보다 많은 량의 그래핀 생산이 가능하다.
본 발명의 기술적 효과들은 이상에서 언급한 것들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 효과들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 그래핀 제조장치의 개략도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 그래핀 제조장치의 개략도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 그래핀 제조방법을 나타낸 순서도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 그래핀 연속합성 장비의 실제 사진들이다.
도 5는 비교예 1에 따른 그래핀의 라만 분광 특성을 나타낸 그래프이다.
도 6은 제조예 1에 따른 그래핀의 라만 분광 특성을 나타낸 그래프이다.
이하, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명에 의한 실시 예를 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명이 여러 가지 수정 및 변형을 허용하면서도, 그 특정 실시 예들이 도면들로 예시되어 나타내어지며, 이하에서 상세히 설명될 것이다. 그러나 본 발명을 개시된 특별한 형태로 한정하려는 의도는 아니며, 오히려 본 발명은 청구항들에 의해 정의된 본 발명의 사상과 합치되는 모든 수정, 균등 및 대용을 포함한다.
층, 영역 또는 기판과 같은 요소가 다른 구성요소 "상(on)"에 존재하는 것으로 언급될 때, 이것은 직접적으로 다른 요소 상에 존재하거나 또는 그 사이에 중간 요소가 존재할 수도 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
비록 제1, 제2 등의 용어가 여러 가지 요소들, 성분들, 영역들, 층들 및/또는 지역들을 설명하기 위해 사용될 수 있지만, 이러한 요소들, 성분들, 영역들, 층들 및/또는 지역들은 이러한 용어에 의해 한정되어서는 안 된다는 것을 이해할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 그래핀 제조장치의 개략도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 그래핀 제조장치는 챔버(10), 제1 회전롤(20), 제2 회전롤(30), 가열부(40), 가스공급부(50), 가스배출부(60) 및 롤 구동부(미도시)를 포함한다.
챔버(10)는 내부에 빈 공간이 구비되며, 외부와 밀폐되게 형성될 수 있다.
제1 회전롤(20) 및 제2 회전롤(30)은 챔버(10) 내에 구비되며, 금속 박막 롤을 감고 풀 수 있다. 예컨대, 제1 회전롤(20) 및 제2 회전롤(30)은 수동으로 회전 방향을 조절하여 금속 박막 롤(70)을 풀고 감을 수 있어야 한다.
또한, 제1 회전롤(20) 및 제2 회전롤(30)은 일정 간격 이격하여 챔버(10) 내에 배치되며, 금속 박막 롤(70)의 양측이 제1 회전롤(20) 및 제2 회전롤(30)에 각각 연결되어 감기거나 풀리면서 금속 박막이 제1 회전롤(20) 및 제2 회전롤(30) 사이를 이동할 수 있다.
한편, 이때의 금속 박막 롤(70)은 그래핀이 성장하는 촉매 역할을 한다. 예를 들어, 이때의 금속 박막은 니켈(Ni), 코발트(Co), 철(Fe), 백금(Pt), 금(Au), 은(Ag), 알루미늄(Al), 크롬(Cr), 구리(Cu), 마그네슘(Mg), 망간(Mn), 몰리브덴(Mo), 로듐(Rh), 실리콘(Si), 탄탈럼(Ta), 티타늄(Ti), 텅스텐(W), 우라늄(U), 바나듐(V), 팔라듐(Pd), 이트리움(Y), 및 지르코늄(Zr)으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 어느 하나 이상 또는 이들의 합금을 포함할 수 있다.
가열부(40)는 제1 회전롤(20) 및 제2 회전롤(30) 사이에서 금속 박막을 가열하도록 배치된다.
따라서, 금속 박막 롤(70)이 한 쪽 회전롤에서 풀려서 다른 쪽 회전롤로 이동할 때, 제1 회전롤(20) 및 제2 회전롤(30) 사이에서 이동되는 금속 박막은 가열부(40)에 의해 가열될 것이다.
가열부(40)는 일반적인 화학기상증착법에 사용되는 다양한 가열방식의 장치를 사용할 수 있다. 예를 들어, 가열부는 저항가열, 고주파 유도가열, 마이크로웨이브 가열, 적외선 가열 또는 근적외선 가열 방식의 다양한 장치를 사용할 수 있다.
예컨대, 이러한 가열부(40)는 가열로를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 회전롤 및 제2 회전롤 사이에 가열로가 1개 이상 배치될 수 있다. 따라서, 제1 회전롤 및 제2 회전롤 사이에서 금속 박막은 가열로를 접촉 또는 비접촉으로 지나면서 가열될 수 있다.
가스공급부(50)는 챔버(10)의 일측에 형성되어 상기 챔버(10) 내부로 가스를 공급할 수 있다. 예를 들어, 이러한 가스공급부(50)는 환원성가스 공급부 및 탄소소스 가스 공급부를 포함할 수 있다.
예컨대, 가스공급부(50)는 챔버(10)의 일측에 구비된 가스주입구, 상기 가스주입구에 연결된 환원성가스 공급라인 및 탄소소스 가스 공급라인 및 상기 공급라인들의 개폐를 위한 가스 공급밸브로 구성될 수 있다.
가스배출부(60)는 상기 챔버(10)의 일측에 형성되어 상기 챔버(10) 내부의 가스를 배출하는 역할을 한다.
예를 들어, 가스 배출부(60)는 챔버(10)의 일측에 구비된 가스 배출구, 가스 배출구에 연결된 가스 배출라인 및 상기 가스 배출라인의 개폐를 위한 가스 배출밸브로 구성될 수 있다. 또한, 가스배출부(60)는 챔버(10)를 진공 상태로 만들기 위하여 경우에 따라 진공 펌프를 더 포함할 수도 있다.
롤 구동부는 제1 회전롤(20) 및 제2 회전롤(30)을 정회전 및 역회전시키는 역할을 한다.
특히, 롤 구동부는 제1 회전롤(20) 및 제2 회전롤(30)을 역회전 시킬 수 있도록 역회전 장치를 포함할 수 있다. 이때의 역회전 장치는 수동, 반자동 또는 자동 역회전 장치일 수 있다.
예를 들어, 자동 역회전 장치는 장력센서 겸 제어기인 Road-cell, encoder(회전수 카운터), 서보 모터 또는 구동 드라이버를 사용할 수 있다.
이때의 자동 역회전 장치는 금속 박막 롤(70)이 제1 회전롤(20) 및 제2 회전롤(30) 중 어느 한 쪽으로 일정 부분 이상 이동하면, 다른 쪽으로 자동으로 역회전 시켜주는 것을 특징으로 한다.
만일, 수동으로 금속 박막을 이동시킬 경우, 금속 박막 롤(70)의 마지막 부분이 장시간 열에 노출되어 끊어지는 위험이 있을 수 있다. 따라서, 자동 역회전 장치를 사용하여 금속 박막 롤(70)이 한 쪽에서 다른 쪽 회전롤로 일정 부분 이상 이동 될 경우, 이를 감지하여 자동으로 회전롤을 역회전시킴으로써 금속 박막 롤의 마지막 부분이 열에 노출되는 시간을 줄일 수 있다.
이러한 자동 역회전을 위하여 롤 구동부는 센서류를 포함하는 것이 바람직하다.
예를 들어, 회전롤에 장력 센서를 부착하여 금속 박막이 풀리는 회전롤에 금속박막이 다 풀리게 되어 금속 박막을 감는 회전롤의 장력이 올라가면 역회전을 시작하도록 설정하는 것이 바람직하다. 나아가, 역회전의 시작과 함께 챔버 내에 주입되는 가스의 종류도 바꿀 수 있는 시스템 연동도 바람직하다.
또 다른 예로, 금속 박막이 풀리는 회전롤에 근접센서류를 부착하여 금속 박막이 모두 풀리면 플라스틱으로 구성된 회전롤 축이 노출되면서 이를 감지 하여 역회전을 시작하도록 설정할 수 있다.
이 외에도 공지된 다양한 센서로 자동 역회전의 구현이 가능하다. 경우에 따라서 중간에 수동으로 회전롤 조작이 가능하도록 할 수 있다.
따라서, 본 발명에 따른 롤투롤 방식의 그래핀 제조장치는 상기 제1 회전롤(10) 및 제2 회전롤(20)이 정회전 하는 경우 상기 챔버(10) 내로 환원성 가스가 공급되고, 상기 제1 회전롤(10) 및 제2 회전롤(20)이 역회전 하는 경우 상기 챔버(10) 내로 탄소소스 가스가 공급되는 것을 특징으로 한다.
예를 들어, 이때의 환원성 가스는 환원성가스 공급라인 및 가스 주입구를 통하여 챔버 내로 공급될 수 있다. 이때의 환원성 가스는 수소, 헬륨, 아르곤 또는 암모니아를 포함할 수 있다.
또한, 이때의 탄소소스 가스는 탄소소스 가스 공급라인 및 가스 주입구를 통하여 챔버 내로 공급될 수 있다. 이때의 탄소소스 가스는 탄화수소 가스를 포함할 수 있다.
따라서, 상기 제1 회전롤(20) 및 제2 회전롤(30)이 정회전 하는 경우 상기 챔버(10) 내에서 금속 박막의 열처리 단계가 수행되고, 상기 제1 회전롤(20) 및 제2 회전롤(30)이 역회전 하는 경우 상기 챔버(10) 내에서 금속 박막 상에 그래핀을 성장시키는 단계가 수행되는 것을 특징으로 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 그래핀 제조장치의 개략도이다.
도 1의 그래핀 제조장치에서는 금속 박막이 제1 회전롤(20)에서 제2 회전롤(30) 방향으로 이동하는 모습을 나타낸 것이고, 도 2의 그래핀 제조장치에서는 금속 박막이 제2 회전롤(30)에서 제1 회전롤(20) 방향으로 이동하는 모습을 나타낸 것이다.
따라서, 도 1과 같이 제1 회전롤(20)에서 제2 회전롤(30) 방향으로 금속박막이 이동시의 경우와 도 2와 같이 제2 회전롤(30)에서 제1 회전롤(20) 방향으로 금속 박막이 이동시의 경우가 시간적으로 구분될 수 있는 바, 동일 챔버 내에서 다른 분위기하에서 다른 공정 단계를 수행할 수 있는 장점이 있다.
본 발명에 따르면, 동일 챔버 내에서 열처리 단계와 그래핀 성장 단계를 구분하여 수행할 수 있는 그래핀 제조장치를 제공할 수 있다.
따라서, 동일 챔버 내에서 열처리 단계와 그래핀 성장 단계에 구분하여 수행할 때, 챔버 내로 주입되는 가스의 분위기를 다르게 조절할 수 있고, 이에 따라 각 단계에 적합한 분위기를 만들 수 있어 열처리 효과 및 그래핀 성장 효율을 향상시킬 수 있다.
또한, 화학기상증착법을 이용한 그래핀 성장 분야에서 롤투롤 공정에 의해 만들어지는 그래핀의 품질을 단일 박막 시트를 이용해서 만들어지는 그래핀의 품질만큼 향상시킬 수 있으면서, 롤투롤 공정의 장점으로 보다 많은 량의 그래핀 생산이 가능하다.
또한, 기존 룰투롤 그래핀 성장 장치에서는 할 수 없었던 환원성 가스 분위기에서 열처리가 가능하도록 공정 순서를 재배치하여 장치와 시간을 효율적으로 만들었다. 예컨대, 먼저 금속 박막이 설치된 회전롤을 정회전하여 수소 분위기에서 열처리 하고, 금속 박막의 이동이 끝나면 바로 역회전을 시작하며 그래핀 성장을 시작한다. 이로서 한 번의 공정으로 고품질의 그래핀을 대량으로 얻을 수 있으며, 가열로의 온도 하강과 상승에 필요한 시간, 진공 조건 형성에 필요한 시간과 노력을 아낄 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 그래핀 제조방법에 대하여 설명한다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 그래핀 제조방법을 나타낸 순서도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 그래핀 제조방법은 양측이 각각 제1 회전롤 및 제2 회전롤에 연결된 금속 박막 롤을 준비하는 단계(S100), 상기 제1 회전롤 및 제2 회전롤을 일 방향으로 회전시켜 이동되는 금속박막에 열처리만을 수행하는 단계(S200) 및 상기 제1 회전롤 및 제2 회전롤을 반대 방향으로 회전시켜 이동되는 금속박막 상에 그래핀을 성장시키는 단계(S300)를 포함할 수 있다.
먼저, 양측이 각각 제1 회전롤 및 제2 회전롤에 연결된 금속 박막 롤을 준비한다(S100).
이러한 금속 박막 롤을 준비하는 단계(S100)는 본 발명에 따른 그래핀 제조장치를 이용하여 준비할 수 있다. 예를 들어, 본 발명에 따른 그래핀 제조장치의 챔버 내의 제1 회전롤 및 제2 회전롤에 금속 박막 롤의 양측이 연결되도록 준비할 수 있다.
예를 들어, 이때의 금속 박막은 니켈(Ni), 코발트(Co), 철(Fe), 백금(Pt), 금(Au), 은(Ag), 알루미늄(Al), 크롬(Cr), 구리(Cu), 마그네슘(Mg), 망간(Mn), 몰리브덴(Mo), 로듐(Rh), 실리콘(Si), 탄탈럼(Ta), 티타늄(Ti), 텅스텐(W), 우라늄(U), 바나듐(V), 팔라듐(Pd), 이트리움(Y), 및 지르코늄(Zr)으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 어느 하나 이상 또는 이들의 합금을 포함할 수 있다.
그 다음에, 상기 제1 회전롤 및 제2 회전롤을 일 방향으로 회전시켜 이동되는 금속박막에 열처리만을 수행한다(S200).
즉, 상기 제1 회전롤 및 제2 회전롤을 일 방향으로 회전시켜 상기 금속 박막을 이동시키면서 상기 제1 회전롤 및 제2 회전롤 사이에서 이동되는 금속박막에 열처리만을 수행할 수 있다. 즉, 그래핀 성장 단계(S300) 전에 열처리 단계(S200)를 먼저 진행한다.
이때의 가열 방식은 일반적인 화학기상증착법에 사용되는 가열방식을 모두 사용할 수 있으며, 저항가열, 고주파 유도가열, 마이크로웨이브 가열, 적외선 가열 또는 근적외선 가열 방식이 사용 가능하다.
상기 열처리만을 수행하는 단계(S200)는, 환원성 가스 분위기하에서 수행하는 것을 특징으로 한다. 예를 들어, 이때의 환원성 가스는 수소, 헬륨, 아르곤 또는 암모니아를 포함할 수 있다. 예를 들어, 수소 가스(10~100 sccm)를 챔버 내에 공급하면서 금속박막을 열처리할 수 있다.
또한, 상기 열처리만을 수행하는 단계(S200)는, 600 ℃ 이상의 온도에서 수행하는 것을 특징으로 한다. 즉, 열처리 온도는 수소 분해에 필요한 온도로 600 ℃ 이상이 필요하며, 바람직하게는 800 ℃ 내지 1100 ℃ 사이에서 수행하는 것이 좋다.
금속박막의 열처리 효과는 크게 두 가지로 분류된다. 하나는 열에 의한 금속 결정의 성장효과로서 금속 결정이 성장하면서 표면 거칠기는 줄어들게 되고, 이는 그래핀 결정성장을 도와서 결함을 줄여주게 된다.
다른 하나는 환원성 가스 분위기에서 열처리를 해주게 되면 금속 산화물이 금속으로 환원되면서 그래핀 성장 시 오염물이자 결함의 시작점이 되는 것을 막아준다. 따라서, 환성성 가스 분위기는 금속의 재결정 온도를 낮추고 속도를 높이는 효과도 있어서 환원성 가스 분위기가 그래핀 품질 향상에는 더 중요하다고 할 수 있다. 특히 Cu, Ni 금속 박막을 사용한 그래핀 성장에서는 자연상태에서 만들어진 잔류 금속 산화물이 열처리 만으로는 없어지기 쉽지 않아서 환원성 분위기가 금속 산화물 제거에 특히 유용하다.
그 다음에, 상기 제1 회전롤 및 제2 회전롤을 반대 방향으로 회전시켜 이동되는 금속박막 상에 그래핀을 성장시키는 단계를 수행한다(S300).
즉, 상기 제1 회전롤 및 제2 회전롤을 반대 방향으로 회전시켜 상기 금속 박막을 이동시키면서 상기 제1 회전롤 및 제2 회전롤 사이에서 이동되는 금속박막 상에 그래핀을 성장시킬 수 있다.
이 경우, 롤투롤 방식에서도 동일 챔버 내에서 열처리 단계(S200)를 특정 분위기에서 수행한 후에 그래핀 성장 단계(S300)를 다른 분위기 하에서 수행할 수 있는 장점이 있다.
이러한 상기 그래핀을 성장시키는 단계(S300)는, 탄소소스 가스 분위기하에서 상기 금속 박막 상에 그래핀 형성을 위한 탄소소스 가스를 공급하는 것을 특징으로 한다. 즉, 화학기상증착법을 이용하여 그래핀을 성장시킬 수 있다.
이때의 탄소소스 가스는 그래핀 형성을 위한 반응 가스이다. 이러한 탄소소스 가스는 탄소를 포함하며 그래핀 성장 온도와 압력에서 기체상으로 존재 가능한 가스 종류가 원료로 될 수 있다.
예컨대, 탄소소스 가스는 탄화수소 가스를 포함할 수 있다. 예를 들어, 탄화수소 가스는 메탄(CH4), 일산화탄소(CO), 에탄(C2H6), 에틸렌(CH2), 에탄올(C2H5), 아세틸렌(C2H2), 프로판(CH3CH2CH3), 프로필렌(C3H6), 부탄(C4H10), 펜탄(CH3(CH2)3CH3), 펜텐(C5H10), 사이클로펜타디엔(C5H6), 헥산(C6H14), 사이클로헥산(C6H12), 벤젠(C6H6) 또는 톨루엔(C7H8)을 포함할 수 있다.
예를 들어, 메탄가스(0.1~50 sccm)를 챔버 내에 공급하여 금속 박막 상에 그래핀을 형성할 수 있다.
또한, C, H 및 O로 이루어진 알코올류도 상온에서는 액체지만 기화시켜 그래핀 성장 원료로 사용할 수 있다.
한편 경우에 따라, 그래핀을 성장시키는 단계(S300)는 탄소소스 가스와 수소가스를 혼합한 분위기하에서 부분압력을 조절함으로써 품질이 조절된 그래핀을 성장시킬 수 있다. 또한, 상기 그래핀을 성장시키는 단계(S300)는, 800 ℃ 이상의 온도에서 수행하는 것을 특징으로 한다.
이러한 그래핀 성장 온도는 탄소 소스 가스의 분해온도 이상과 금속 박막의 녹는점 이하에서 가능하다.
따라서, 그래핀을 성장시키는 단계(S300)는, 800 ℃ 이상의 온도에서 수행하는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 800 ℃ 내지 1100 ℃에서 수행하는 것이 적합하다.
한편, 열처리 단계(S200)의 온도와 그래핀 성장 단계(S300)의 온도는 온도는 다를 수도 있지만 비슷하게 해주는 것이 좋다. 바람직하게는 열처리 단계(S200)의 온도와 그래핀 성장 단계(S300)의 온도차이를 50 ℃ 이하로 주거나 같게 해주는 것이 장치 운용에 좋다.
화학기상증착법에 의해 만들어지는 그래핀의 품질의 좋고 나쁨은 다음과 같이 구분된다. 금속 촉매 박막 위에 성장된 그래핀 도메인의 크기가 클수록 물리적 강도와 전기전도성, 화학적 안정성이 높아 품질이 우수하다. 도메인과 도메인 사이 또는 도메인 내부의 결정 결함이 없을수록 물리적 강도와 화학적 안정성이 높아 품질이 우수하다. Raman 분석결과 G(Graphite) peak와 2D(Double-resornance) peak가 높고 D(defect) peak가 거의 없을수록 결정성이 높아 품질이 우수하다고 본다. 현재까지 보고된 바에 의하면 같은 종류의 금속 촉매 박막을 사용할 때 수소 가스 분위기에서 열처리를 하고 탄화수소와 수소를 혼합하여 그래핀을 성장시킨 경우가 그래핀 품질이 가장 좋다.
한편, 그래핀 성장 단계(S300)이후에 냉각하는 단계를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 그래핀 성장 단계(S300)이후에 불활성 분위기 하에서 챔버 중앙온도를 내릴 수 있다.
따라서, 본 발명에 따르면, 화학기상증착법에 의한 고품질 그래핀의 생산속도와 품질을 같이 올려 반도체, 센서와 같은 전자 부품의 개발과 제조를 보다 저렴하고 용이하게 해준다.
또한, 화학기상증착법을 이용한 롤투롤 공정을 수행시, 환원성 가스 분위기에서 열처리가 가능하도록 공정 순서를 재배치하여 장치와 시간을 효율적으로 만들었다.
예컨대, 먼저 금속 박막 롤이 설치된 회전롤을 정회전하여 금속 박막을 이동시키며 환원성 가스 분위기에서 열처리 하고, 금속박막이 다른 회전롤로 이동이 끝나면 바로 역회전을 시작하며 그래핀 성장을 시작한다. 이로서 한 번의 공정으로 고품질의 그래핀을 대량으로 얻을 수 있으며, 가열부의 온도 하강과 상승에 필요한 시간, 진공 조건 형성에 필요한 시간과 노력을 아낄 수 있어서 전기료와 인건비 등의 공정비용을 절감할 수 있다.
제조예 1
도 1의 그래핀 제조장치를 이용하여 그래핀을 제조하였다.
도 1에서 챔버(10)의 직경은 0.1 m를 사용하였다. 또한, 가열부(40)는 히터를 사용하였고, 이러한 히터(40)의 길이는 0.35 m이다.
금속 박막 롤(70)로 길이 30 m, 폭 5 ㎝ 및 두께 30 ㎛의 구리호일을 준비하였다.
그 다음에, 제1 회전롤(10)인 직경 10 ㎝의 튜브에 구리호일 29 m를 감고, 나머지 1 m는 그래핀 제조장치의 챔버(10) 내를 통과해서 제2 회전롤(20)인 반대쪽 튜브에 20 ㎝ 감아주었다.
그래핀 제조장치의 챔버(10) 내부 압력을 0.01 mbar의 진공상태로 만들고 챔버(10) 내에 아르곤 가스(100 sccm)를 공급하여 불활성 분위기하에서 중앙 온도를 1000 ℃까지 올렸다.
그 다음에, 제1 회전롤(10) 및 제2 회전롤(20)을 정회전시켜 구리호일을 분당 0.5 m의 속도로 제2 회전롤(20) 방향으로 이동시켰다. 이 때, 챔버 내부로 수소 가스(50 sccm)를 공급하며 환원성 분위기 하에서 구리호일을 열처리하였다.
그 다음에, 구리호일이 제2 회전롤(20)로 모두 이동 후 챔버 내부로 수소 가스 공급은 계속하고, 메탄가스(10 sccm)를 공급하면서 제1 회전롤(10) 및 제2 회전롤(20)을 역회전시켜 구리호일을 다시 반대쪽으로 분당 0.25 m의 속도로 이동시키며 구리호일 상에 그래핀을 성장하였다.
마지막 공정인 냉각공정(약 60 ℃/min) 동안 히터를 끄고 수소와 메탄가스 공급을 중단하고, 아르곤 가스(100 sccm)를 공급하여 불활성 분위기하에서 중앙온도를 70 ℃ 이하까지 온도를 내린 후, 그래핀이 합성된 구리 호일을 꺼냈다.
비교예 1
롤투롤 공정방식을 일 방향으로 열처리 및 그래핀합성 공정을 수행하는 방법을 이용하여 그래핀을 제조하였다.
이때, 제조예 1과 같이 도 1의 그래핀 제조장치를 이용하여 그래핀을 제조하나, 금속 박막 롤을 일 방향으로 이동시키며 열처리 및 그래핀 합성공정을 동시에 진행하여 그래핀을 제조하였다.
따라서, 챔버 내로 수소 가스(50 scc)와 메탄가스(10 sccm)를 동시에 공급하며 열처리 및 그래핀 합성공정을 함께 수행하였다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 그래핀 연속합성 장비의 실제 사진들이다.
도 4(a)는 본 발명으로 고안되어 제작된 그래핀 연속합성 장비의 실제 사진이다. 도 4(b)는 그래핀 합성을 위해 그래핀 연속합성 장비에 구리호일을 로딩시킨 챔버 내부 사진이다. 도 4(c)는 약 1000 ℃ 온도에서 그래핀 합성 공정을 진행 중인 그래핀 연속합성 장비의 사진이다. 도 4(d)는 그래핀 연속합성 장비를 이용하여 제조된 그래핀이 코팅된 구리호일 롤 사진이다.
도 5는 비교예 1에 따른 그래핀의 라만 분광 특성을 나타낸 그래프이다.
도 5를 참조하면, 기존의 합성방식과 같이 한쪽 방향으로 금속박막 롤을 이동시키며 그래핀을 제조했을 경우, 라만 분광 특성은 D(약 1530 cm-1) 피크가 매우 크고, 2D(약 27000 cm-1) 피크가 매우 약해 품질이 좋지 않음을 알 수 있다.
도 6은 제조예 1에 따른 그래핀의 라만 분광 특성을 나타낸 그래프이다.
도 6을 참조하면, 본발명에서 제안된 그래핀 합성공정을 통해 얻어진 그래핀의 라만분광 특성은 D(약 1530 cm-1) 피크가 거의 없고, G(약 1580 cm-1) 피크와 2D(약 27000 cm-1) 피크가 선명하게 나타나 품질이 좋은 그래핀임을 확인할 수 있다.
한편, 본 명세서와 도면에 개시된 본 발명의 실시 예들은 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것에 지나지 않으며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시 예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형 예들이 실시 가능하다는 것은, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.
10: 챔버 20: 제1 회전롤
30: 제2 회전롤 40: 가열부
50: 가스공급부 60: 가스배출부
70: 금속 박막 롤

Claims (15)

  1. 외부와 밀폐되게 형성되는 챔버;
    상기 챔버 내에 구비되며, 금속 박막 롤을 감고 풀 수 있는 제1 회전롤 및 제2 회전롤;
    상기 제1 회전롤 및 제2 회전롤 사이에서 금속 박막을 가열하는 가열부;
    상기 챔버의 일측에 형성되어 상기 챔버 내부로 가스를 공급하는 가스공급부;
    상기 챔버의 일측에 형성되어 상기 챔버 내부의 가스를 배출하는 가스배출부; 및
    상기 제1 회전롤 및 제2 회전롤을 정회전 및 역회전시키는 롤 구동부를 포함하고, 상기 가스공급부는 환원성가스 공급부 및 탄소소스 가스 공급부를 포함하고,
    상기 제1 회전롤 및 제2 회전롤이 정회전 하는 경우 상기 챔버 내로 환원성 가스가 공급되고, 상기 제1 회전롤 및 제2 회전롤이 역회전 하는 경우 상기 챔버 내로 탄소소스 가스가 공급되는 것을 특징으로 하는 롤투롤 방식의 그래핀 제조장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1 회전롤 및 제2 회전롤이 정회전 하는 경우 상기 챔버 내에서 금속 박막의 열처리 단계가 수행되고,
    상기 제1 회전롤 및 제2 회전롤이 역회전 하는 경우 상기 챔버 내에서 금속 박막 상에 그래핀을 성장시키는 단계가 수행되는 것을 특징으로 하는 롤투롤 방식의 그래핀 제조장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 환원성 가스는 수소, 헬륨, 아르곤 또는 암모니아를 포함하는 롤투롤 방식의 그래핀 제조장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 탄소소스 가스는 탄화수소 가스를 포함하는 롤투롤 방식의 그래핀 제조장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 롤 구동부는 상기 제1 회전롤 및 제2 회전롤을 역회전 시켜주는 역회전 장치를 포함하는 롤투롤 방식의 그래핀 제조장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 역회전 장치는 상기 금속 박막 롤이 상기 제1 회전롤 및 제2 회전롤 중 어느 한 쪽으로 일정 부분 이상 이동하면, 다른 쪽으로 이동하도록 상기 제1 회전롤 및 제2 회전롤을 자동으로 역회전 시켜주는 것을 특징으로 하는 롤투롤 방식의 그래핀 제조장치.
  9. 양측이 각각 제1 회전롤 및 제2 회전롤에 연결된 금속 박막 롤을 준비하는 단계;
    상기 제1 회전롤 및 제2 회전롤을 일 방향으로 회전시켜 상기 금속 박막을 이동시키면서 상기 제1 회전롤 및 제2 회전롤 사이에서 이동되는 금속박막에 열처리만을 수행하는 단계; 및
    상기 제1 회전롤 및 제2 회전롤을 반대 방향으로 회전시켜 상기 금속 박막을 이동시키면서 상기 제1 회전롤 및 제2 회전롤 사이에서 이동되는 금속박막 상에 그래핀을 성장시키는 단계를 포함하고, 동일 챔버 내에서 열처리 단계와 그래핀 성장 단계를 구분하여 수행되는 것을 특징으로 하는 롤투롤 방식의 그래핀 제조방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 열처리만을 수행하는 단계는, 환원성 가스 분위기하에서 열처리를 수행하는 것을 특징으로 하는 롤투롤 방식의 그래핀 제조방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 열처리만을 수행하는 단계는, 600 ℃ 이상의 온도에서 수행하는 것을 특징으로 하는 롤투롤 방식의 그래핀 제조방법.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 그래핀을 성장시키는 단계는, 탄소소스 가스 분위기하에서 상기 금속 박막 상에 그래핀을 성장시키는 것을 특징으로 하는 롤투롤 방식의 그래핀 제조방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 그래핀을 성장시키는 단계는, 800 ℃ 이상의 온도에서 수행하는 것을 특징으로 하는 롤투롤 방식의 그래핀 제조방법.
  14. 삭제
  15. 외부와 밀폐되게 형성되는 챔버;
    상기 챔버 내에 구비되며, 금속 박막 롤을 감고 풀 수 있는 제1 회전롤 및 제2 회전롤;
    상기 제1 회전롤 및 제2 회전롤 사이에서 금속 박막을 가열하는 가열로;
    상기 챔버의 일측에 형성되어 상기 챔버 내부로 가스를 공급하는 가스공급부;
    상기 챔버의 일측에 형성되어 상기 챔버 내부의 가스를 배출하는 가스배출부; 및
    상기 제1 회전롤 및 제2 회전롤을 역회전시키는 역회전 장치를 포함하고,
    상기 가스공급부는 환원성가스 공급부 및 탄소소스 가스 공급부를 포함하고,
    상기 제1 회전롤 및 제2 회전롤이 정회전 하는 경우 상기 챔버 내로 환원성 가스가 공급되고, 상기 제1 회전롤 및 제2 회전롤이 역회전 하는 경우 상기 챔버 내로 탄소소스 가스가 공급되는 것을 특징으로 하는 롤투롤 방식의 그래핀 제조장치.
KR1020150109898A 2015-05-28 2015-08-04 그래핀 제조장치 및 그래핀 제조방법 KR101760653B1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR20150074746 2015-05-28
KR1020150074746 2015-05-28

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20160141350A KR20160141350A (ko) 2016-12-08
KR101760653B1 true KR101760653B1 (ko) 2017-07-25

Family

ID=57576774

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020150109898A KR101760653B1 (ko) 2015-05-28 2015-08-04 그래핀 제조장치 및 그래핀 제조방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101760653B1 (ko)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021084003A1 (de) 2019-10-30 2021-05-06 Aixtron Se Vorrichtung und verfahren zum abscheiden kohlenstoffhaltiger strukturen
KR20210074730A (ko) 2019-12-12 2021-06-22 주식회사 참그래핀 텐션 조절부가 하부에 구비된 롤투롤 그래핀 필름 제조장치
KR20210074475A (ko) 2019-12-12 2021-06-22 주식회사 참그래핀 텐션 조절부가 하부에 구비된 양면 증착형 롤투롤 그래핀 필름 제조장치
KR20210074478A (ko) 2019-12-12 2021-06-22 주식회사 참그래핀 텐션 조절부가 상부에 구비된 양면 증착형 롤투롤 그래핀 필름 제조장치

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102370692B1 (ko) 2019-12-10 2022-03-08 국일그래핀 주식회사 대면적 그래핀 증착방법 및 이를 이용한 그래핀 연속 증착장치
CN110983302A (zh) * 2019-12-30 2020-04-10 宁波柔碳电子科技有限公司 一种卷对卷石墨烯薄膜生长设备以及卷对卷石墨烯薄膜生长方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013249505A (ja) 2012-05-31 2013-12-12 Sony Corp 成膜装置及び成膜方法
KR101371286B1 (ko) * 2010-02-08 2014-03-07 그래핀스퀘어 주식회사 그래핀 롤투롤 코팅 장치 및 이를 이용한 그래핀 롤투롤 코팅 방법

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20140121664A (ko) 2013-04-08 2014-10-16 엘지전자 주식회사 롤투롤 방식의 박막 제작 장치

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101371286B1 (ko) * 2010-02-08 2014-03-07 그래핀스퀘어 주식회사 그래핀 롤투롤 코팅 장치 및 이를 이용한 그래핀 롤투롤 코팅 방법
JP2013249505A (ja) 2012-05-31 2013-12-12 Sony Corp 成膜装置及び成膜方法

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021084003A1 (de) 2019-10-30 2021-05-06 Aixtron Se Vorrichtung und verfahren zum abscheiden kohlenstoffhaltiger strukturen
KR20210074730A (ko) 2019-12-12 2021-06-22 주식회사 참그래핀 텐션 조절부가 하부에 구비된 롤투롤 그래핀 필름 제조장치
KR20210074475A (ko) 2019-12-12 2021-06-22 주식회사 참그래핀 텐션 조절부가 하부에 구비된 양면 증착형 롤투롤 그래핀 필름 제조장치
KR20210074478A (ko) 2019-12-12 2021-06-22 주식회사 참그래핀 텐션 조절부가 상부에 구비된 양면 증착형 롤투롤 그래핀 필름 제조장치
KR102340882B1 (ko) 2019-12-12 2021-12-20 주식회사 참그래핀 텐션 조절부가 상부에 구비된 양면 증착형 롤투롤 그래핀 필름 제조장치
KR102340879B1 (ko) 2019-12-12 2021-12-20 주식회사 참그래핀 텐션 조절부가 하부에 구비된 양면 증착형 롤투롤 그래핀 필름 제조장치
KR102340877B1 (ko) 2019-12-12 2021-12-20 주식회사 참그래핀 텐션 조절부가 하부에 구비된 롤투롤 그래핀 필름 제조장치

Also Published As

Publication number Publication date
KR20160141350A (ko) 2016-12-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101760653B1 (ko) 그래핀 제조장치 및 그래핀 제조방법
US20200317511A1 (en) Direct graphene growing method
KR101701237B1 (ko) 대면적의 단결정 단일막 그래핀 및 그 제조방법
Xu et al. Chemical vapor deposition of graphene on thin-metal films
JP5885198B2 (ja) グラフェン薄膜の製造方法及びグラフェン薄膜
KR102360025B1 (ko) 비정질 탄소원자층의 형성방법 및 비정질 탄소원자층을 포함하는 전자소자
EP2055673B1 (en) Method of preparing a graphene sheet
US9988274B2 (en) Method for chemical modification of a graphene edge, graphene with a chemically modified edge and devices including the graphene
EP2327662B1 (en) Graphene sheet, graphene base including the same, and method of preparing the graphene sheet
KR20120125155A (ko) 그래핀의 제조 방법 및 그래핀의 제조 장치
KR101701369B1 (ko) 탄소가 포함된 액체상의 전구체를 이용한 연속 롤투롤 방식의 고품질 그래핀 제조방법과 그 제조장치
WO2013103886A1 (en) High quality large scale single and multilayer graphene production by chemical vapor deposition
KR101751271B1 (ko) 다층 그래핀의 제조방법
JP7039051B2 (ja) 大気圧での化学蒸着（ａｐ－ｃｖｄ）により銅基板にグラフェンを製造する改良方法および改良システム
JP2011178644A (ja) グラフェン膜のエピタキシャル成長方法
KR101851578B1 (ko) 대면적 단결정 2 차원 물질의 제조 방법
US11339499B2 (en) Method for epitaxial growth of single crystalline heterogeneous 2D materials and stacked structure
JP2013067549A (ja) 薄膜の形成方法
US20150131371A1 (en) Magnetic resistance structure, method of manufacturing the magnetic resistance structure, and electronic device including the magnetic resistance structure
US20160376156A1 (en) Method of growing a graphene coating or carbon nanotubes on a catalytic substrate
WO2012167703A1 (zh) 一种基于化学气相沉积的高温原子透析制备石墨烯的方法
JP5962332B2 (ja) グラフェンの成長方法
TWI505986B (zh) 石墨烯製備系統及方法
CN109179388B (zh) 一种一氧化碳制备石墨烯的方法
EP3356582A1 (en) Epitaxial growth of defect-free, wafer-scale single-layer graphene on thin films of cobalt

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant