KR20160118835A - 질화붕소 나노튜브 제조 장치 및 방법 - Google Patents

질화붕소 나노튜브 제조 장치 및 방법 Download PDF

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임병직
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Abstract

본 발명은 공정챔버와; 상기 공정챔버 내에 위치하는 음극 탄소봉과; 상기 음극 탄소봉과 아크 방전을 일으키며, 금속촉매를 포함하는 흑연파우더 혼합물이 내부에 충진된 양극 탄소봉과; 상기 공정챔버 내에 BN전구체(boron nitride precusor) 가스를 주입하는 가스주입구를 포함하는 질화붕소 나노튜브 제조 장치를 제공한다.

Description

질화붕소 나노튜브 제조 장치 및 방법{Apparatus and method of fabricating boron nitride nanotube}
본 발명은 질화붕소 나노튜브(boron nitride nanotube) 제조 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 아크방전(arc discharge) 방법으로 질화붕소 나노튜브를 제조할 수 있는 질화붕소 나노튜브 제조 장치 및 방법에 관한 것이다.
산업용 비파괴 촬영 및 의료용 방사선 영상 촬영에 있어, 대조도 및 해상도가 좋은 영상을 얻기 위해서는 X선 소스의 성능이 결정적인 역할을 한다.
기존에는, X선 소스의 전자원 즉 전자 에미터로서, 필라멘트를 사용하여 고온에서 전자를 방출하는 열전자 방식의 에미터가 사용되었다. 그러나, 열전자 에미터는 전자 방출을 위해 1000도 이상 높은 온도로 상승시켜야 하므로 전력 소모가 상대적으로 크고, 에미터를 즉각적으로 온/오프할 수 없는 문제점이 있다.
이를 개선하기 위해, 전계에 의한 양자역학적 터널링을 이용하여 전자를 방출하는 전계방출 방식의 에미터가 많이 사용된다.
X선 소스의 소형화 측면에서, 전계방출 에미터로서 기존의 금속이나 반도체 물질 외에 나노미터 크기의 물질을 사용하게 되며, 특히 탄소나노튜브(carbon nano tube: CNT)를 에미터로 사용하기 위한 연구가 활발하게 진행되고 있다.
한편, 최근에는 CNT와 구조적으로 유사하지만 넓은 밴드갭(5.5 eV)을 갖고 지름이나 키랄특성(chirality) 등에 민감하게 반응하지 않는 등, CNT에 비해 특성이 우수한 질화붕소 나노튜브(boron nitride nanotube: BNNT)에 대한 연구가 진행되고 있다.
종래에는, BNNT를 제조함에 있어 전구체(precursor)와 부유 촉매를 이용한 CCVD(combustion chemical vapor deposition)법을 일반적으로 사용하였다.
그런데, 종래의 CCVD법을 사용하는 경우에 BNNT의 합성 시간이 오래 걸리게 되어 생산 수율이 좋지 않은 문제가 있다.
본 발명은 BNNT의 합성 시간을 단축하여 생산 효율을 향상시킬 수 있는 방안을 제공하는 것에 과제가 있다.
전술한 바와 같은 과제를 달성하기 위해, 본 발명은 공정챔버와; 상기 공정챔버 내에 위치하는 음극 탄소봉과; 상기 음극 탄소봉과 아크 방전을 일으키며, 금속촉매를 포함하는 흑연파우더 혼합물이 내부에 충진된 양극 탄소봉과; 상기 공정챔버 내에 BN전구체(boron nitride precusor) 가스를 주입하는 가스주입구를 포함하는 질화붕소 나노튜브 제조 장치를 제공한다.
여기서, 상기 흑연파우더 혼합물은 붕화물을 포함할 수 있다.
상기 붕화물은, 바륨헥사보라이드(Barium Hexaboride (B6Ba)), 탄탈륨 보라이드(Tantalum Boride (TaB)), 몰리브데늄 보라이드(Molybdenum Boride (Mo2B)), 하프늄 보라이드(Hafnium Boride (B2Hf)), 지르코늄 보라이드(Zirconium Boride (B2Zr)), 사마리움 보라이드(Samarium Boride (SmB6)), 칼슘 보라이드(Calcium Boride (CaB6)), 크로뮴 보라이드(Chromium Boride (CrB2)), 코발트 보라이드(Cobalt Boride (Co2B-Co3B)), 가도리늄 보라이드(Gadolinium Boride (GdB6)), 아이언 보라이드(Iron Boride (FeB)), 란타늄 보라이드(Lanthanum Boride (LaB6)), 네오디뮴 보라이드(Neodymium Boride (NdB6)), 니켈 보라이드(Nickel Boride (Ni2B)), 티타늄 보라이드(Titanium Boride (B2Ti)), 니오븀 보라이드(Niobium Boride (NbB2)), 텅스텐 보라이드(Tungsten Boride (WB+W2B)), 바나듐 보라이드(Vanadium Boride (VB)), 마그네슘 보라이드 (Magnesium Boride (B2Mg))로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함할 수 있다.
상기 붕화물은, 상기 흑연파우더 혼합물 100 중량부 대비 0.01 중량부 내지 8 중량부의 비율로 포함할 수 있다.
상기 BN전구체는, 폴리 보라질렌(Polyborazylene(B3H6N3)), 보레인 트리에틸아민 (Borane triethylamine(C2H5)3N·BH3)), 트리클로로보라진(Trichloroborazine(H3B3Cl3N3))으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상을 포함할 수 있다.
상기 공정챔버 내에 버퍼가스를 주입하는 다른 가스주입구를 포함할 수 있다.
상기 버퍼가스는, 수소(H2), 질소(N2), 암모니아(NH3), 수소/헬륨(H2/He), 수소/질소(H2/N2), 수소/아르곤(H2/Ar), 수소/헬륨/암모니아(H2/He/NH3)로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상을 포함할 수 있다.
내부에 담겨진 BN전구체 용액에 버블을 발생시켜 상기 BN전구체 가스를 상기 공정챔버에 공급하도록 구성된 수납용기를 포함할 수 있다.
상기 공정챔버 외벽에 설치되며, 상기 공정챔버 내에 잔존하는 불순물을 제거하기 위해 가동되는 히터를 포함할 수 있다.
다른 측면에서, 본 발명은 공정챔버 내에 버퍼가스와 BN전구체 가스를 주입하는 단계와; 상기 공정챔버 내에 배치된 음극 탄소봉과, 금속촉매를 포함하는 흑연파우더 혼합물이 내부에 충진된 양극 탄소봉 사이에 아크 방전을 발생시켜, 질화붕소 나노튜브를 생성하는 단계를 포함하는 질화붕소 탄소나노튜브 제조 방법을 제공한다.
여기서, 상기 질화붕소 나노튜브를 생성한 후에, 히터를 가동하여 상기 공정챔버에 잔존하는 불순물을 제거하는 열정제를 수행하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 BN전구체 가스의 주입량은 10sccm 내지 60sccm일 수 있다.
상기 열정제 단계는 500도 내지 850도에서 20분 내지 70분 동안 수행될 수 있다.
본 발명에 따르면, 아크 방전법을 이용하여 BNNT를 제조하게 된다. 이에 따라, 종래에 비해 매우 짧은 시간에 BNNT를 제조할 수 있게 되어, 생산 효율이 상당한 정도로 향상된다.
더욱이, 열정제 공정을 통해 불순물을 제거할 수 있게 되어, BNNT의 순도를 향상시킬 수 있게 된다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 BNNT 제조 장치를 개략적으로 도시한 도면.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 BNNT 제조 방법을 개략적으로 도시한 도면.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 아크 방전법으로 제조된 BNNT를 전자현미경을 사용하여 촬영한 사진.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 아크 방전법으로 제조된 BNNT의 EELS(electron energy loss spectroscopy) 분석 결과를 도시한 그래프.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 BNNT 제조 장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 BNNT 제조 장치(10)로서 아크 방전 장치가 사용된다. 이와 같은 BNNT 제조 장치(10)는 공정챔버(100)와, 히터(110)와, 음극 탄소봉 및 양극 탄소봉(120, 130)과, 가스주입구(151, 152)를 포함할 수 있다.
공정챔버(100)는 내부에 내부공간(S)이 정의된다. 내부공간(S)은 아크 방전에 의한 BNNT 합성을 위해 공정가스가 주입되고 아크 방전이 발생하여 BNNT가 합성된다. 합성된 BNNT는 공정챔버(100) 내부에 형성된다. BNNT 합성이 완료된 후에는 내부에 형성된 BNNT를 포집하게 된다.
공정챔버(100) 내에는 BNNT 합성 시 아크 방전이 발생하는 음극 탄소봉 및 양극 탄소봉(120, 130)이 배치된다.
음극 탄소봉(120)과 양극 탄소봉(130)은 길이 방향이 서로 일치하여, 끝단이 서로 마주보도록 배치될 수 있다.
다시 말하면, 음극 탄소봉(120)과 양극 탄소봉(130)은 길이 방향의 축이 서로 일치하는 온-액시스(on-axis) 형태로 배치될 수 있다.
다른 예로서, 음극 탄소봉(120)과 양극 탄소봉(130)은 길이 방향이 서로 교차하는 오프-액시스(off-aixs) 형태로 배치될 수도 있다. 이처럼, 오프-액시스 형태로 배치되는 경우에는, 음극 탄소봉(120)의 외주면을 통해 아크 방전이 발생하게 되므로, 온-액시스 배치 형태에 비해, 아크 방전 면적이 넓어지게 되는 효과가 발생할 수 있게 된다.
한편, 양극 탄소봉(130) 내부에는, 음극 탄소봉(120)과 마주보는 끝단으로부터 길이 방향을 따라 충진홀(133)이 형성된다.
이와 같은 충진홀(133)에는 흑연파우더 혼합물(135)이 충진된다. 흑연파우더 혼합물(135)은, 흑연파우더와 금속촉매를 포함할 수 있다. 이에 더하여, 흑연파우더 혼합물(135)은 붕화물을 더욱 포함할 수 있다.
BNNT 합성을 촉진시키는 금속촉매로서는, 예를 들면, 니켈(Ni), 구리(Cu), 비스무스(Bi), 철(Fe), 황화철(FeS), 코발트(Co), 이트륨(Y)으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상을 포함할 수 있다.
붕화물은, 예를 들면, 바륨헥사보라이드(Barium Hexaboride (B6Ba)), 탄탈륨 보라이드(Tantalum Boride (TaB)), 몰리브데늄 보라이드(Molybdenum Boride (Mo2B)), 하프늄 보라이드(Hafnium Boride (B2Hf)), 지르코늄 보라이드(Zirconium Boride (B2Zr)), 사마리움 보라이드(Samarium Boride (SmB6)), 칼슘 보라이드(Calcium Boride (CaB6)), 크로뮴 보라이드(Chromium Boride (CrB2)), 코발트 보라이드(Cobalt Boride (Co2B-Co3B)), 가도리늄 보라이드(Gadolinium Boride (GdB6)), 아이언 보라이드(Iron Boride (FeB)), 란타늄 보라이드(Lanthanum Boride (LaB6)), 네오디뮴 보라이드(Neodymium Boride (NdB6)), 니켈 보라이드(Nickel Boride (Ni2B)), 티타늄 보라이드(Titanium Boride (B2Ti)), 니오븀 보라이드(Niobium Boride (NbB2)), 텅스텐 보라이드(Tungsten Boride (WB+W2B)), 바나듐 보라이드(Vanadium Boride (VB)), 마그네슘 보라이드 (Magnesium Boride (B2Mg))로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함할 수 있다.
붕화물이 함께 혼합되는 경우에, 붕화물은 흑연파우더 혼합물(135) 100중량부 대비 대략 0.01중량부 내지 8중량부의 비율로 혼합되는 것이 바람직한데, 이에 한정되지는 않는다.
한편, BNNT 합성에 있어, 음극 탄소봉 및 양극 탄소봉(120, 130) 사이는 대략 50A 내지 200A의 전류 범위에서 25V의 전위차를 갖도록 전원이 인가되는 것이 바람직한데, 이에 한정되지는 않는다.
그리고, 양극 탄소봉(130)에 있어, 그 길이는 대략 300mm 정도이고, 외부 직경은 대략 10mm이고, 내부 충진홀(133)의 직경은 대략 3mm인 경우가 바람직한데, 이에 한정되지는 않는다.
또한, 양극 탄소봉(130)은 길이 방향으로 직진 운동할 수 있도록 구성될 수 있다. 이를 위해, 양극 탄소봉(130)에는 모터가 연결될 수 있다. 이처럼, 양극 탄소봉(130)을 길이 방향으로 이동시키게 되면, 음극 탄소봉(120)과의 거리 조절이 가능하게 되어, 아크 방전의 강도를 조절할 수 있게 된다.
히터(110)는 공정챔버(100)의 외벽에 설치될 수 있는데, 이에 한정되지는 않으며 공정챔버(100) 내부에 설치될 수도 있다.
히터(110)는 BNNT 합성 공정 시 내부공간(S)의 온도를 일정 정도로 유지하도록 하여 BNNT의 성장 시간을 길게 한다. 이에 따라, 비정질 탄소나 나노 파티클 등의 불순물 발생을 최대한 억제하여, BNNT의 수율 및 순도를 향상시킬 수 있게 된다.
더욱이, 히터(110)는, BNNT 합성 공정 이후에 수행되는 열정제 단계에서도 가열되도록 동작할 수 있다. 여기서, 열정제 단계는, 예를 들면, 대략 500도 내지 850도의 온도 범위에서 20분 내지 70분 동안 수행되는 것이 바람직한데, 이에 한정되지는 않는다.
이처럼, 합성된 BNNT에 대해 열정제를 수행함으로써, 공정챔버 내에 잔존하는 비정질 탄소나 나노 파티클 등의 불순물을 제거하여, BNNT의 순도를 향상시킬 수 있다.
공정챔버(100)에는, 내부공간(S)에 가스를 주입하기 위한 가스주입구(151, 152)가 구비된다.
가스주입구(151, 152)는 다수가 구비될 수 있는데, 예를 들면, 버퍼가스(G1)를 주입하기 위한 제1가스주입구(151)와, BN전구체(boron nitride precursor)가스(G2)를 주입하기 위한 제2가스주입구(152)가 구비될 수 있다.
물론, 필요에 따라, 공정챔버(100)에는 하나의 가스주입구가 구비되고, 이 가스주입구를 통해 버퍼가스 및 BN전구체가스가 함께 주입되도록 구성될 수도 있다.
여기서, 버퍼가스(G1)는 수소(H2), 질소(N2), 암모니아(NH3), 수소/헬륨(H2/He), 수소/질소(H2/N2), 수소/아르곤(H2/Ar), 수소/헬륨/암모니아(H2/He/NH3)로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상을 포함할 수 있다.
그리고, BN전구체는 폴리 보라질렌(Polyborazylene(B3H6N3)), 보레인 트리에틸아민 (Borane triethylamine(C2H5)3N·BH3)), 트리클로로보라진(Trichloroborazine(H3B3Cl3N3))으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상을 포함할 수 있다.
여기서, BN전구체가스(G2)의 주입량(flow rate)은 대략 10sccm 내지 60sccm인 것이 바람직한데 이에 한정되지는 않는다.
한편, BN전구체가스(G2)를 공급함에 있어, 제2주입구(152)는 주입관(161)을 통해 BN전구체용액(165)을 담는 수납용기(160)에 연결되도록 구성될 수 있다.
BN전구체용액(165)이 수납용기(160)에 담겨진 상태에서, 가스를 수납용기(160)에 주입하게 되면, BN전구체용액(165)에는 버블(bubble)이 발생하게 된다. 즉, 수납용기(160)은 가스 버블러(gas bubbler)로서 기능하게 된다.
이에 따라, 주입관(161)을 통해, 가스 상태의 BN전구체 즉 BN전구체가스(G2)가 공정챔버(100) 내로 공급될 수 있게 된다.
이와 같이 공급된 BN전구체가스(G2)는, 아크 방전에 의해 양극 탄소봉(130)에서 기화된 물질과 합성되어, BNNT가 형성될 수 있게 된다.
여기서, 본 발명의 실시예에 따른 아크 방전을 통해 형성된 BNNT는 대략 150nm 이하의 직경을 가질 수 있다.
이하, 전술한 바와 같은 구성을 갖는 CNT 제조 장치(10)를 사용하여 CNT를 제조하는 방법을 도 2를 더욱 참조하여 설명한다.
도 2를 참조하면, 먼저 흑연파우더 혼합물(135)을 양극 탄소봉(130) 내의 충진홀(133)에 충진하게 된다 (ST1).
여기서, 흑연파우더 혼합물(135)은 촉매금속을 포함할 수 있으며, 이에 더하여 붕화물을 더 포함할 수 있다.
다음으로, 공정챔버(100)에 버퍼가스를 주입하고, BN전구체가스를 주입하게 된다 (ST2).
다음으로, 음극 탄소봉 및 양극 탄소봉(120, 130)에 전압을 인가하여 아크 방전을 발생시켜, BNNT를 생성하게 된다 (ST3).
다음으로, 히터(110)를 가동하여 공정챔버(100) 내부의 온도를 상승시켜, 열정제를 수행하게 된다. 이에 따라, 공정챔버(100) 내부의 불순물을 제거하여 BNNT의 순도를 향상시킬 수 있게 된다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 아크 방전법으로 제조된 BNNT를 전자현미경을 사용하여 촬영한 사진이고, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 아크 방전법으로 제조된 BNNT의 EELS(electron energy loss spectroscopy) 분석 결과를 도시한 그래프이다. 도 4에서, 가로축은 에너지손실량(energy loss)이며 단위는 <eV>이고, 세로축은 상대적인 전자의 진동수로서 단위는 <a.u.>이다.
도 3 및 4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 아크 방전법을 통해 BNNT가 문제 없이 제조되었음을 확인할 수 있다.
전술한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따르면, 아크 방전법을 이용하여 BNNT를 제조하게 된다. 이에 따라, 종래에 비해 매우 짧은 시간에 BNNT를 제조할 수 있게 되어, 생산 효율이 상당한 정도로 향상된다.
더욱이, 열정제 공정을 통해 불순물을 제거할 수 있게 되어, BNNT의 순도를 향상시킬 수 있게 된다.
전술한 본 발명의 실시예는 본 발명의 일예로서, 본 발명의 정신에 포함되는 범위 내에서 자유로운 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명은, 첨부된 특허청구범위 및 이와 등가되는 범위 내에서의 본 발명의 변형을 포함한다.
10: CNT 제조 장치 100: 공정챔버
110: 히터 120: 음극 탄소봉
130: 양극 탄소봉 133: 충진홀
135: 흑연파우더 혼합물 151: 제1가스주입구
152: 제2가스주입구 160: 수납용기
161: 주입관 165: BN전구체 용액
G1: 버퍼가스
G2: BN전구체 가스

Claims (13)

  1. 공정챔버와;
    상기 공정챔버 내에 위치하는 음극 탄소봉과;
    상기 음극 탄소봉과 아크 방전을 일으키며, 금속촉매를 포함하는 흑연파우더 혼합물이 내부에 충진된 양극 탄소봉과;
    상기 공정챔버 내에 BN전구체(boron nitride precusor) 가스를 주입하는 가스주입구
    를 포함하는 질화붕소 나노튜브 제조 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 흑연파우더 혼합물은 붕화물을 포함하는
    질화붕소 나노튜브 제조 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 붕화물은, 바륨헥사보라이드(Barium Hexaboride (B6Ba)), 탄탈륨 보라이드(Tantalum Boride (TaB)), 몰리브데늄 보라이드(Molybdenum Boride (Mo2B)), 하프늄 보라이드(Hafnium Boride (B2Hf)), 지르코늄 보라이드(Zirconium Boride (B2Zr)), 사마리움 보라이드(Samarium Boride (SmB6)), 칼슘 보라이드(Calcium Boride (CaB6)), 크로뮴 보라이드(Chromium Boride (CrB2)), 코발트 보라이드(Cobalt Boride (Co2B-Co3B)), 가도리늄 보라이드(Gadolinium Boride (GdB6)), 아이언 보라이드(Iron Boride (FeB)), 란타늄 보라이드(Lanthanum Boride (LaB6)), 네오디뮴 보라이드(Neodymium Boride (NdB6)), 니켈 보라이드(Nickel Boride (Ni2B)), 티타늄 보라이드(Titanium Boride (B2Ti)), 니오븀 보라이드(Niobium Boride (NbB2)), 텅스텐 보라이드(Tungsten Boride (WB+W2B)), 바나듐 보라이드(Vanadium Boride (VB)), 마그네슘 보라이드 (Magnesium Boride (B2Mg))로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함하는
    질화붕소 나노튜브 제조 장치.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 붕화물은, 상기 흑연파우더 혼합물 100 중량부 대비 0.01 중량부 내지 8 중량부의 비율로 포함되는
    질화붕소 나노튜브 제조 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 BN전구체는, 폴리 보라질렌(Polyborazylene(B3H6N3)), 보레인 트리에틸아민 (Borane triethylamine(C2H5)3N·BH3)), 트리클로로보라진(Trichloroborazine(H3B3Cl3N3))으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상을 포함하는
    질화붕소 나노튜브 제조 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 공정챔버 내에 버퍼가스를 주입하는 다른 가스주입구
    를 포함하는 질화붕소 나노튜브 제조 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 버퍼가스는, 수소(H2), 질소(N2), 암모니아(NH3), 수소/헬륨(H2/He), 수소/질소(H2/N2), 수소/아르곤(H2/Ar), 수소/헬륨/암모니아(H2/He/NH3)로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상을 포함하는
    질화붕소 나노튜브 제조 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    내부에 담겨진 BN전구체 용액에 버블을 발생시켜 상기 BN전구체 가스를 상기 공정챔버에 공급하도록 구성된 수납용기
    를 포함하는 질화붕소 나노튜브 제조 장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 공정챔버 외벽에 설치되며, 상기 공정챔버 내에 잔존하는 불순물을 제거하기 위해 가동되는 히터
    를 포함하는 질화붕소 나노튜브 제조 장치.
  10. 공정챔버 내에 버퍼가스와 BN전구체 가스를 주입하는 단계와;
    상기 공정챔버 내에 배치된 음극 탄소봉과, 금속촉매를 포함하는 흑연파우더 혼합물이 내부에 충진된 양극 탄소봉 사이에 아크 방전을 발생시켜, 질화붕소 나노튜브를 생성하는 단계
    를 포함하는 질화붕소 탄소나노튜브 제조 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 질화붕소 나노튜브를 생성한 후에, 히터를 가동하여 상기 공정챔버에 잔존하는 불순물을 제거하는 열정제를 수행하는 단계
    를 포함하는 질화붕소 나노튜브 제조 방법.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 BN전구체 가스의 주입량은 10sccm 내지 60sccm인
    질화붕소 나노튜브 제조 방법.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 열정제 단계는 500도 내지 850도에서 20분 내지 70분 동안 수행되는
    질화붕소 나노튜브 제조 방법.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111825463A (zh) * 2020-06-29 2020-10-27 井冈山大学 一种LaB6-CrB2复合阴极材料及其制备方法
KR20210015497A (ko) * 2019-08-02 2021-02-10 한국과학기술연구원 질화붕소 나노튜브 연속 제조 장치 및 그 제조방법
KR20230027747A (ko) * 2021-08-20 2023-02-28 한국과학기술연구원 보론 나이트라이드 나노튜브의 제조 방법

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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