KR20130060005A - 그래핀 합성용 금속 박막 및 이를 이용한 그래핀 제조 방법 - Google Patents

그래핀 합성용 금속 박막 및 이를 이용한 그래핀 제조 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 그래핀 합성을 위한 촉매금속용 구리계 금속 박막으로서, 0.001 ~ 0.05 wt%의 은을 포함하는 구리계 금속 박막과 이를 이용한 그래핀 제조 방법에 관한 것이다.

Description

그래핀 합성용 금속 박막 및 이를 이용한 그래핀 제조 방법{Copper based thin metal layer and manufacturing method of graphene using the same}
본 발명은 그래핀 합성에 사용되는 금속 박막과 이를 이용한 그래핀 제조 방법에 관한 것이다.
일반적으로 그래파이트(graphite)는 탄소 원자가 6각형 모양으로 연결된 판상의 2차원 그래핀 시트(graphene sheet)가 적층된 구조를 갖는다. 최근 그래파이트로부터 그래핀을 벗겨 내어 특성을 조사한 결과 기존의 물질과 다른 매우 유용한 특성이 발견되었다.
가장 주목할 특징으로는 그래핀에서 전자가 이동할 경우 마치 전자의 질량이 제로인 것처럼 흐른다는 것이다. 이는 전자가 진공 중의 빛이 이동하는 속도, 즉 광속으로 흐른다는 것을 의미한다. 그래핀은 또한 전자와 정공에 대하여 비정상적인 반정수 양자 홀 효과(half-integer quantum hall effect)를 가진다는 것이다. 또한, 현재까지 그래핀의 전자 이동도는 약 20,000 내지 50,000cm2/Vs의 높은 값을 갖는 것으로 알려져 있다.
그래핀을 합성하기 위한 방법으로 화학기상증착법(chemical vapor deposition-CVD)이 사용될 수 있다. 그러나, 산업전반에서 다방면으로 활용되기 위해서는 고품질의 그래핀을 제조하기 위한 연구가 지속적으로 이루어져야한다.
본 발명의 일실시예는, 고품질의 그래핀을 합성하기 위한 구리계 금속 박막 및에 관한 이를 이용한 그래핀 제조 방법에 관한 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 그래핀 합성을 위한 촉매금속용 구리계 금속 박막으로서, 0.001 ~ 0.05 wt%의 은을 포함하는 구리계 금속 박막을 제공한다.
본 발명의 일 특징에 따르면, 상기 구리계 금속 박막의 구리 결정립의 크기는 적어도 20μm 이상일 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, S, As, Sb, Bi, Se, Te, Pb, 및 Sn으로부터 선택되는 적어도 1종 이상의 윈소와 산소를 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 산소의 함량은 0.01 ~ 0.05 wt% 일 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 S, As, Sb, Bi, Se, Te, Pb, 및 Sn으로부터 선택되는 적어도 1종 이상의 윈소는 0.003 wt% 이하로 포함될 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 구리계 금속 박막의 두께는 5 ~ 75 μm 일 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 구리계 금속 박막의 구리 결정립들 중 (1 0 0) 방향을 향하는 구리 결정립들이 80% 이상일 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 구리계 금속 박막은 압연에 의해서 제조될 수 있다.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 0.001 ~ 0.05 wt%의 은을 포함하며 구리 결정립의 크기가 적어도 20μm 이상인 구리계 금속 박막을 준비하는 단계; 및 상기 구리계 금속 박막에 탄소를 포함하는 반응 가스 및 열을 제공하여 반응시킴으로써 상기 구리계 금속 박막 상에 그래핀을 성장시키는 단계;를 포함하는 그래핀의 제조 방법을 제공한다.
본 발명의 일 특징에 따르면, 상기 구리계 금속 박막의 두께는 5 ~ 75 μm 일 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 구리계 금속 박막의 구리 결정립들의 80% 이상이 동일한 면방향을 향할 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 면방향은 (1 0 0) 방향일 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 구리계 금속 박막은 S, As, Sb, Bi, Se, Te, Pb, 및 Sn으로부터 선택되는 적어도 1종 이상의 윈소와 산소를 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 산소의 함량은 0.01 ~ 0.05 wt% 일 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 S, As, Sb, Bi, Se, Te, Pb, 및 Sn으로부터 선택되는 적어도 1종 이상의 윈소는 0.003 wt% 이하로 포함될 수 있다.
상기와 같은 본 발명의 일실시예에 따르면, 균일하고 면저항 특성이 향상된 고품질의 그래핀을 제조할 수 있다.
도 1a 및 도 1b는 각각 본 발명의 일 실시예에 따른 구리계 금속 박막의 구리 결정립과 본 발명의 비교예에 따른 구리 박막의 구리 결정립을 개략적으로 나타낸 개념도이다.
도 2a는 본 발명의 일실시예에 따른 구리계 금속 박막의 FIB-SIMS 단면 이미지를 나타낸다.
도 2b는 본 발명의 비교예에 따른 구리 박막의 FIB-SIMS 단면 이미지를 나타낸다.
도 3a는 본 발명의 일실시예에 따른 구리계 금속 박막의 EBSP 이미지를 나타낸다.
도 3b는 본 발명의 비교예에 따른 구리 박막의 EBSP 이미지를 나타낸다.
도 3c는 EBSP 동일계 결정 범위도를 나타낸다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 구리계 금속 박막을 이용한 그래핀 제조 과정을 개략적으로 나타낸 순서도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 한편, 본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
(구리계 금속 박막)
본 발명에 따른 구리계 금속 박막(100)은 기본적으로 구리와 은을 포함한다. 은은 약 0.001 ~ 0.05 wt% 포함될 수 있다. 만약 은이 0.001 wt% 미만으로 함유되는 경우 크기가 큰 구리 결정립(grain)을 구비할 수 없으므로 고품질의 그래핀 제조가 어렵고, 은이 0.05wt%를 초과하여 함유되는 경우 그래핀 합성에 유리한 구리의 결정립을 형성하기 어려울 수 있으며, 그래핀 시드(seed)형성에 불리할 수 있다.
구리계 금속 박막(100)은 압연을 통해 제조될 수 있는데, 이 경우 구리계 금속 박막(100)은 S, As, Sb, Bi, Se, Te, Pb, 및 Sn으로부터 선택되는 적어도 1종 이상의 윈소와 산소를 포함할 수 있다. 산소는 0.01 ~ 0.05 wt% 포함될 수 있으며, S, As, Sb, Bi, Se, Te, Pb, 및 Sn으로부터 선택되는 적어도 1종 이상의 원소는 구리계 금속 박막(100)에 대하여 약 0.003wt% 이하가 되도록 포함될 수 있다.
도 1a 및 도 1b는 각각 본 발명의 일 실시예에 따른 구리계 금속 박막의 구리 결정립과 본 발명의 비교예에 따른 구리 박막의 구리 결정립을 개략적으로 나타낸 개념도이다.
도 1a 및 도 1b를 참조하면, 0.001 ~ 0.05 wt%의 은을 포함하는 구리계 금속 박막(100)의 구리 결정립(G1)의 크기는 비교예에 따른 구리 박막(10)의 구리 결정립(G2)의 크기에 비하여 크게 형성된다. 구리 결정립의 크기는 직선교차법에 의하여 측정된 값을 나타낸다. 직선교차법은 EBSD 맵 또는 미세조직 이미지에서 임의의 직선을 통과하는 결정립의 길이를 측정하여 결정립의 크기를 결정하는 방법이다.
0.001 ~ 0.05 wt%의 은을 포함하는 구리계 금속 박막(100)의 구리 결정립(G1)의 크기가 비교예에 따른 구리 박막(10)의 구리 결정립(G2)의 크기에 비하여 크게 형성되는 현상은 이하에서 설명할 압연 공정에서 구리계 금속 박막(100)의 조성물들이 재결정화되면서 결정립(G1)의 크기가 크게 형성되는데 도움을 주기 때문으로 판단된다.
상술한 바와 같이 구리계 금속 박막(100)은 압연 공정을 통해 제조될 수 있다. 이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 구리계 금속 박막(100)의 제조 과정의 일예를 설명한다.
먼저, 미리 설정해 놓은 구리계 금속 박막(100)의 조성에 기초하여 원료를 배합하고, 용해·주조한다. 즉, 금속 박막을 구성하는 합금 원료를 적절히 도입하여 용해한 후, 주형에 주입하여 응고시킴으로써 빌릿(billet) 등을 주조한다. 빌릿과 같은 주조체는 적당한 크기로 하중 변형가공이 이루어지거나, 가공에 의해 경화된 빌릿을 다시 연화시키는 열처리가 가해질 수 있다.
이 후, 압연을 수행한다. 압연은 열간 압연 공정과 냉간 압연 공정을 반복적으로 실시할 수 있다. 예컨대, 재결정 온도 이상에서 열간 압연된 주조체를 어닐링하는 공정과 재결정 온도 이하에서의 냉간 압연을 반복적으로 실시할 수 있으며, 최종적으로는 냉각 압연으로 압연 공정을 완성할 수 있다. 이와 같은 압연 단계를 통해 주조체는 약 5 ~ 75 μm 인 구리계 금속 박판으로 제작될 수 있다. 압연공정을 통해 구리 및 은을 포함하는 구리계 금속 박막(100)은 재결정이 이루어진다.
구리계 금속 박막(100)은 압연에 의한 재결정을 통해 구리 결정립(G1)의 크기가 일반 구리 박막(10)에 비하여 커진다.
도 2a 및 도 2b는 본 발명의 일실시예에 따른 구리계 금속 박막의 FIB-SIMS 단면 이미지를 나타내고, 도 1b는 본 발명의 비교예에 따른 구리 박막의 FIB-SIMS 단면 이미지를 나타낸다. 여기서, FIB-SIMS은 Focused Ion Beam Instruments equipped with Secondary Ion Mass Spectrometer를 나타낸다. 도 2a는 재결정 이 후 구리계 금속 박막의 구리 결정립의 이미지를 나타낸다.
도 2a 및 도 2b를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 구리계 금속 박막(100)의 구리 결정립(G1)의 크기가 더 크게 형성됨을 확인할 수 있다. 은을 첨가함으로써 보다 큰 결정립(G1)을 형성할 수 있으며, 이와 같은 구리 결정립(G1)은 균일한 품질의 그래핀을 제조하는데 유리하게 작용한다.
도 3a는 본 발명의 일실시예에 따른 구리계 금속 박막의 EBSP 이미지를 나타내고, 도 3b는 본 발명의 비교예에 따른 구리 박막의 EBSP 이미지를 나타내며, 도 3c는 EBSP 동일계 결정 범위도를 나타낸다. 여기서, EBSP는 Electron Backscatter Diffraction Pattern을 나타낸다.
도 3a를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 구리계 금속 박막(100)의 구리 결정립들의 상당 부분이 동일한 면방향으로 배향됨을 확인할 수 있다. 즉, 구리 결정립들의 80% 이상이 (1 0 0) 방향으로 균일하게 동일한 면방향으로 배향됨을 확인할 수 있다. 반면, 도 3b를 참조하면, 본 발명의 비교예에 따른 구리 박막(10)은 결정립의 방향이 다양하게 나타나는 것을 확인할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 구리계 금속 박막(100)은 동일한 면방향으로 배향되므로, 이와 같은 구리계 금속 박막(100)을 이용하여 합성된 그래핀은 균일도가 향상될 수 있다.
이하에서는 도 4를 참조하여 본 발명에 따른 구리계 금속 박막을 이용한 그래핀 제조 과정을 설명한다.
단계 410에서, 구리계 금속 박막(100)을 준비한다. 그래핀 제조에 사용되는 구리계 금속 박막(100)은 도 1 내지 도 3을 참조하여 설명한 구리계 금속 박막(100)의 단일층이거나, 혹은 도 1 내지 도 3을 참조하여 설명한 구리계 금속 박막(100)이 베이스 기재에 적층된 상태일 수 있다. 구리계 금속 박막(100)의 구체적 구성 및 특성에 대해서는 앞서 설명한 내용으로 갈음한다.
예를 들어, 구리계 금속 박막(100)은 그래핀 합성이 이루어지기 위한 챔버의 내부에 배치될 수 있다. 챔버의 내부는 외부와의 기밀이 유지된 상태로, 이하에서 설명할 반응 가스가 유입될 수 있다.
단계 420에서, 구리계 금속 박막(100)에 탄소를 포함하는 반응 가스 및 열을 제공하여 반응시킴으로써 상기 구리계 금속 박막(100) 상에 그래핀을 성장시킨다.
탄소를 포함하는 반응 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), 시클로헥산(C6H12), 벤젠(C6H6), 톨루엔(C7H8) 등 탄소 원자가 포함된 군에서 선택된 하나 이상이 사용될 수 있다.
구리계 금속 박막(100)에 제공되는 열은 반응 가스를 탄소 원자와 수소 원자로 분해할 수 있다. 분해된 반응 가스는 구리계 금속 박막(100)과 반응하여 상기 구리계 금속 박막(100)상에 그래핀을 성장시킨다.
본 발명의 또 다른 실시예로서, 탄소를 포함하는 반응 가스 및 열을 제공하는 단계 420 이전에, 구리계 금속 박막(100)의 표면을 세정하는 전처리 단계를 더 포함할 수 있다. 전처리 과정은 구리계 금속 박막(100)의 표면에 존재하는 이물질을 제거하기 위한 것으로, 예컨대 수소와 같은 비반응 가스를 사용할 수 있다.
단계 430에서, 그래핀이 성장된 구리계 금속 박막(100)을 냉각시킨다. 냉각을 통해 균일한 배열 상태를 갖는 그래핀이 완성될 수 있다.
아래의 [표 1]은 본 발명의 실시예에 따른 구리계 금속 박막을 이용하여제작된 그래핀의 특성을 비교한 표이다. 표의 좌측은 본 발명의 실시예에 따른 구리계 금속 박막, 예컨대 은을 포함하는 구리계 금속 박막을 이용하여 제작된 그래핀의 특성을 나타내고, 표의 우측은 본 발명의 비교예에 따른 금속 박막, 즉 일반적인 구리 박막을 이용하여 제작된 그래핀의 특성을 나타낸다.
두 경우 모두 35㎛의 두께의 박막을 사용하였으며, 실시예 및 비교예에 따른 금속박막을 사용하여 모두 4개의 그래핀을 제작하였다. 각 그래핀 별로 임의로 선정된 9개의 지점(point)에서 면저항을 측정하였다.
실시예(35μm의 은+구리 금속 박막) 비교예(35μm의 구리 박막)
측정지점 샘플 1 샘플 2 샘플 3 샘플 4 샘플 5 샘플 6 샘플 7 샘플 8
1 422 472 414 377 714 852 735 454
2 407 397 355 358 637 759 690 449
3 395 420 403 382 783 720 728 511
4 405 428 402 367 604 774 696 424
5 401 397 372 394 558 706 690 457
6 379 410 388 354 696 646 656 505
7 495 418 409 388 515 990 probe error 478
8 403 381 367 386 548 709 probe
error		 507
9 417 379 388 417 704 678 714 544
avg. 414 411 389 380 640 759 701 481
min. 379 379 355 354 515 646 656 424
max. 495 472 414 417 783 990 735 544
uniformity 14 11 8 8 21 23 6 12
total avg. 399 645
total
uniformity
10
15
면저항 특성을 살펴보면 다음과 같다. 본 발명의 실시예에 따른 은이 포함된 구리계 금속 박막을 사용하여 제작된 그래핀의 샘플1~4을 살펴보면, 단위 면적당 평균 면저항이 399 Ω/sq.인데 반하여, 비교예에 따른 구리 박막을 사용하여 제작된 그래핀 샘플 5~8을 살펴보면 단위 면적당 평균 면저항이 645 Ω/sq.임을 확인할 수 있다. 비교예와 실시예 간 면저항이 약 246 Ω/sq.의 차이를 보인다.
한편, 균일도(umiformity, %)를 살펴보면 다음과 같다. 균일도는 [(max+min)/(2*avg)]으로 구할 수 있다. 본 발명의 실시예에 따른 은이 포함된 구리계 금속 박막을 사용하여 제작된 그래핀 샘플들의 면저항 균일도는 약 10%인데 반하여, 비교예에 따른 구리 박막을 사용하여 제작된 그래핀 샘플들의 면저항 균일도는 약 15%로 크게 나타난다.
상술한 특징들을 종합해보면, 본 발명의 실시예에 따른 구리계 금속 박막을 사용하여 제작된 그래핀은 면저항 및 균일도 면에서 모두 우수함을 확인할 수 있다.
비록 본 발명이 상기 언급된 바람직한 실시예와 관련하여 설명되었지만, 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다양한 수정이나 변형을 하는 것이 가능하다. 따라서 첨부된 특허청구의 범위에는 본 발명의 요지에 속하는 한 이러한 수정이나 변형을 포함할 것이다.
100: 구리계 금속 박막
10: 비교예에 따른 구리 박막
G1: 구리계 금속 박막의 구리 결정립
G2: 비교예에 따른 구리 박막의 구리 결정립

Claims (15)

  1. 그래핀 합성을 위한 촉매금속용 구리계 금속 박막으로서,
    0.001 ~ 0.05 wt%의 은을 포함하는 구리계 금속 박막.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 구리계 금속 박막의 구리 결정립의 크기는 적어도 20μm 이상인 구리계 금속 박막.
  3. 제1항에 있어서,
    S, As, Sb, Bi, Se, Te, Pb, 및 Sn으로부터 선택되는 적어도 1종 이상의 윈소와 산소를 포함하는 구리계 금속 박막.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 산소의 함량은 0.01 ~ 0.05 wt% 인 구리계 금속 박막.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 S, As, Sb, Bi, Se, Te, Pb, 및 Sn으로부터 선택되는 적어도 1종 이상의 윈소는 0.003 wt% 이하로 포함되는 구리계 금속 박막.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 구리계 금속 박막의 두께는 5 ~ 75 μm 인 구리계 금속 박막.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 구리계 금속 박막의 구리 결정립들 중 (1 0 0) 방향을 향하는 구리 결정립들이 80% 이상인 구리계 금속 박막.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 구리계 금속 박막은 압연에 의해서 제조된 구리계 금속 박막.
  9. 0.001 ~ 0.05 wt%의 은을 포함하며 구리 결정립의 크기가 적어도 20μm 이상인 구리계 금속 박막을 준비하는 단계; 및
    상기 구리계 금속 박막에 탄소를 포함하는 반응 가스 및 열을 제공하여 반응시킴으로써 상기 구리계 금속 박막 상에 그래핀을 성장시키는 단계;를 포함하는 그래핀의 제조 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 구리계 금속 박막의 두께는 5 ~ 75 μm 인 그래핀의 제조 방법.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 구리계 금속 박막의 구리 결정립들의 80% 이상이 동일한 면방향을 향하는 그래핀의 제조 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 면방향은 (1 0 0) 방향인 그래핀의 제조 방법.
  13. 제9항에 있어서,
    상기 구리계 금속 박막은 S, As, Sb, Bi, Se, Te, Pb, 및 Sn으로부터 선택되는 적어도 1종 이상의 윈소와 산소를 포함하는 그래핀의 제조 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 산소의 함량은 0.01 ~ 0.05 wt% 인 그래핀의 제조 방법.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 S, As, Sb, Bi, Se, Te, Pb, 및 Sn으로부터 선택되는 적어도 1종 이상의 윈소는 0.003 wt% 이하로 포함되는 그래핀의 제조 방법.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9446571B2 (en) 2013-11-12 2016-09-20 Samsung Display Co., Ltd. Touch panel and method of manufacturing touch panel
WO2017204408A1 (ko) * 2016-05-24 2017-11-30 해성디에스 주식회사 전선 구조체 및 이의 제조 방법

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ES2593709B1 (es) * 2016-07-27 2017-11-07 La Farga Lacambra, S.A.U. Procedimiento de obtención de láminas de cobre como sustrato para la producción de grafeno de alta calidad
CN114951610A (zh) * 2022-05-13 2022-08-30 中车工业研究院有限公司 精确浇铸和化学气相沉积相结合的石墨烯/铜复合材料及制备方法

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003193211A (ja) * 2001-12-27 2003-07-09 Nippon Mining & Metals Co Ltd 銅張積層板用圧延銅箔
US20050025695A1 (en) * 2003-07-28 2005-02-03 Bhabendra Pradhan Catalyst and process to produce nanocarbon materials in high yield and at high selectivity at reduced reaction temperatures
JP2010150598A (ja) * 2008-12-25 2010-07-08 Hitachi Cable Ltd 圧延銅箔
KR20110006644A (ko) * 2009-07-14 2011-01-20 성균관대학교산학협력단 그래핀 시트의 제조 방법, 그래핀 적층체, 변형 수용성 그래핀 시트의 제조 방법, 변형 수용성 그래핀 시트, 및 이를 이용하는 소자
KR20110051584A (ko) * 2009-11-10 2011-05-18 삼성전자주식회사 촉매합금을 이용한 그라핀의 제조방법
KR20110064072A (ko) * 2009-12-07 2011-06-15 주식회사 케이씨텍 그래핀 시트 제조방법 및 제조장치
US20110200787A1 (en) * 2010-01-26 2011-08-18 The Regents Of The University Of California Suspended Thin Film Structures

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101285175B (zh) * 2008-05-29 2010-07-21 中国科学院化学研究所 化学气相沉积法制备石墨烯的方法
KR101251020B1 (ko) * 2010-03-09 2013-04-03 국립대학법인 울산과학기술대학교 산학협력단 그라펜의 제조 방법, 이를 포함하는 투명 전극, 활성층, 이를 구비한 표시소자, 전자소자, 광전소자, 태양전지 및 염료감응 태양전지
CN102092710B (zh) * 2010-12-17 2013-01-23 中国科学院化学研究所 一种规则石墨烯及其制备方法
CN102134067B (zh) * 2011-04-18 2013-02-06 北京大学 一种制备单层石墨烯的方法

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003193211A (ja) * 2001-12-27 2003-07-09 Nippon Mining & Metals Co Ltd 銅張積層板用圧延銅箔
US20050025695A1 (en) * 2003-07-28 2005-02-03 Bhabendra Pradhan Catalyst and process to produce nanocarbon materials in high yield and at high selectivity at reduced reaction temperatures
JP2010150598A (ja) * 2008-12-25 2010-07-08 Hitachi Cable Ltd 圧延銅箔
KR20110006644A (ko) * 2009-07-14 2011-01-20 성균관대학교산학협력단 그래핀 시트의 제조 방법, 그래핀 적층체, 변형 수용성 그래핀 시트의 제조 방법, 변형 수용성 그래핀 시트, 및 이를 이용하는 소자
KR20110051584A (ko) * 2009-11-10 2011-05-18 삼성전자주식회사 촉매합금을 이용한 그라핀의 제조방법
KR20110064072A (ko) * 2009-12-07 2011-06-15 주식회사 케이씨텍 그래핀 시트 제조방법 및 제조장치
US20110200787A1 (en) * 2010-01-26 2011-08-18 The Regents Of The University Of California Suspended Thin Film Structures

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Z. Luo et al. Chemistry of Materials. 2011, Vol. 23, pp. 1441-1447(2011.02.10.) 1부. *
Z. Luo et al. Chemistry of Materials. 2011, Vol. 23, pp. 1441-1447. *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9446571B2 (en) 2013-11-12 2016-09-20 Samsung Display Co., Ltd. Touch panel and method of manufacturing touch panel
WO2017204408A1 (ko) * 2016-05-24 2017-11-30 해성디에스 주식회사 전선 구조체 및 이의 제조 방법

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