탄소기반 소자를 위한 그래핀 합성과 전사 방법 연구 = A study on graphene synthesis and transfer method for carbon based device

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미래 전자 소자로서 그래핀을 응용하기 위해서는 고품질의 그래핀 합성과 손상 없이 원하는 기판으로의 transfer하는 기술이 필수이다. 이를 위하여 thin film Cu를 이용하여 합성온도, gas flow rate, pre-annealing 효과, surface pretreatment, pressure 등 여러 가지 CVD 그래핀 합성의 조건을 변화시키며 그에 따른 그래핀 morphology를 살펴보았다. 이를 통하여 Multi-layer 그래핀과 mono-layer 그래핀의 합성 조건을 밝혀 내었다. 또한 thin film Cu에 high carbon solubility 를 갖는 금속을 첨가하여 그래핀의 coverage 를 높이고 샘플 전면적에 uniform한 mono-layer그래핀을 합성하였다. 또한 금속 촉매를 이용하지 안고 Yttrium oxide 기판 위에 CVD방법을 통하여 직접적으로 graphitic film을 성공적으로 증착하였다. Raman spectrum과 AFM 측정을 통하여 graphitic film의 존재를 확인 하였으며 film의 두께를 측정 하였다. 두께 조절과 얇은 층의 그래핀을 합성과 film의 quality 개선을 위해서는 성장 조건에 대한 더 많은 실험이 필요하지만, 이 방법은 uniform large area 그래핀을 dielectric 기판 위에 직접 증착 하기 위한 길잡이가 될 수 있다. 마지막으로 금속 촉매 위에서 합성된 그래핀의 경우 전자 소자로서 응용되기 위해서는 원하는 기판으로의 transfer가 필요하다. 하지만 기존의 방법은 금속 촉매와 그래핀 본연의 grain boundary와 주름 등으로 인해 crack이 생기고 찢어지게 된다. 이를 개선하기 위하여 transfer 과정 중 baking과정을 도입하여 그래핀을 기판 위에서 release해주어 그래핀에 손상 없이 transfer 가증하게 하였다. 또한 금속 촉매 위에 합성된 그래핀에 직접 patterning과 etching을 통하여 기존의 conventional CMOS process와 compatible한 transfer 방법을 고안하여 합성된 그래핀을 mother substrate로 직접 transfer하여 기존의 transfer 방법을 개선하였다.
Advisors
조병진researcherCho, Byung-Jinresearcher
Description
한국과학기술원 : 전기 및 전자공학과,
Publisher
한국과학기술원
Issue Date
2011
Identifier
467866/325007  / 020093166
Language
kor
Description

학위논문(석사) - 한국과학기술원 : 전기 및 전자공학과, 2011.2, [ vii, 55 p. ]

Keywords

그래핀; 화학증착법; 전사; 라만; graphene; CVD; transfer; raman; carbon nanotube; 탄소나노튜브

URI
http://hdl.handle.net/10203/180740
Link
http://library.kaist.ac.kr/search/detail/view.do?bibCtrlNo=467866&flag=dissertation
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EE-Theses_Master(석사논문)
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