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다이아몬드/탄소나노물질 하이브리드 막 및 그 제조방법

  • 기술번호 : KST2014062568
  • 담당센터 : 서울동부기술혁신센터
  • 전화번호 : 02-2155-3662
요약, Int. CL, CPC, 출원번호/일자, 출원인, 등록번호/일자, 공개번호/일자, 공고번호/일자, 국제출원번호/일자, 국제공개번호/일자, 우선권정보, 법적상태, 심사진행상태, 심판사항, 구분, 원출원번호/일자, 관련 출원번호, 기술이전 희망, 심사청구여부/일자, 심사청구항수의 정보를 제공하는 이전대상기술 뷰 페이지 상세정보 > 서지정보 표입니다.
요약 본 발명의 다이아몬드/탄소나노물질 하이브리드 막은 그 한 면에 다이아몬드 막이 형성되고, 다른 한 면에는 탄소나노물질이 원자적 수준으로 결합된 새로운 탄소 물질이다. 이러한 하이브리드 막은 기상화학증착(CVD) 다이아몬드 합성공정상에서, 모재로 적층된 마이크로 입자를 사용하고 기상화학침투(CVI) 합성법을 채용하여, 모재입자 층의 상면은 다이아몬드상이 안정하고, 하면은 흑연상이 안정한, 이중적 기상화학조건을 제공함으로써 제조된다. 또한, 모재로 다공성 희생모재입자를 사용하고 합성과정 동안 입자상에 다이아몬드 또는 탄소나노물질이 형성되지 않는 미증착부를 형성시키고, 모세관현상 도움 에칭(capillary-enhanced etching)으로 모재를 제거함으로써, 자유(free-standing)막 형태의 다이아몬드/탄소나노물질 하이브리드 막을 제조할 수 있다. 이 하이브리드 막은 높은 비표면적과 함께 다이아몬드와 흑연의 융합된 특성(전기적 이방성 등)을 갖는다. 또한 이 방법은 실리콘, 금속 또는 세라믹 판 상에 잘 정렬된 탄소나노물질 막을 제조할 수 있는 방법 및 자유막 형태의 탄소나노물질을 대량으로 제조할 수 있는 방법을 제공한다.다이아몬드, 탄소나노튜브, 탄소나노판, CVD, CVI, 다공성 실리카 구, 마이크로, 모세관 현상, 에칭, 하이브리드 막
Int. CL B82Y 40/00 (2011.01) C30B 25/22 (2011.01) H01L 21/027 (2011.01)
CPC C23C 16/0272(2013.01) C23C 16/0272(2013.01) C23C 16/0272(2013.01) C23C 16/0272(2013.01) C23C 16/0272(2013.01) C23C 16/0272(2013.01) C23C 16/0272(2013.01) C23C 16/0272(2013.01) C23C 16/0272(2013.01) C23C 16/0272(2013.01) C23C 16/0272(2013.01)
출원번호/일자 1020060071001 (2006.07.27)
출원인 한국과학기술연구원
등록번호/일자 10-0797775-0000 (2008.01.18)
공개번호/일자
공고번호/일자 (20080124) 문서열기
국제출원번호/일자
국제공개번호/일자
우선권정보
법적상태 소멸
심사진행상태 수리
심판사항
구분
원출원번호/일자
관련 출원번호
심사청구여부/일자 Y (2006.07.27)
심사청구항수 33

출원인

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번호 이름 국적 주소
1 한국과학기술연구원 대한민국 서울특별시 성북구

발명자

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번호 이름 국적 주소
1 이재갑 대한민국 서울 노원구
2 존 필립 영국 영국 이에이치 ** *
3 안재평 대한민국 서울 서초구

대리인

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번호 이름 국적 주소
1 박장원 대한민국 서울특별시 강남구 강남대로 ***, *층~*층 (논현동, 비너스빌딩)(박장원특허법률사무소)

최종권리자

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번호 이름 국적 주소
1 한국과학기술연구원 대한민국 서울특별시 성북구
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번호 서류명 접수/발송일자 처리상태 접수/발송번호
1 특허출원서
Patent Application
2006.07.27 수리 (Accepted) 1-1-2006-0543251-99
2 의견제출통지서
Notification of reason for refusal
2007.08.01 발송처리완료 (Completion of Transmission) 9-5-2007-0423865-12
3 [명세서등 보정]보정서
[Amendment to Description, etc.] Amendment
2007.10.01 보정승인간주 (Regarded as an acceptance of amendment) 1-1-2007-0707954-14
4 [거절이유 등 통지에 따른 의견]의견(답변, 소명)서
[Opinion according to the Notification of Reasons for Refusal] Written Opinion(Written Reply, Written Substantiation)
2007.10.01 수리 (Accepted) 1-1-2007-0707953-68
5 [출원서등 보정]보정서
[Amendment to Patent Application, etc.] Amendment
2007.10.08 수리 (Accepted) 1-1-2007-0721444-69
6 등록결정서
Decision to grant
2008.01.11 발송처리완료 (Completion of Transmission) 9-5-2008-0014562-35
7 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information
2009.12.15 수리 (Accepted) 4-1-2009-5247056-16
8 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information
2014.02.19 수리 (Accepted) 4-1-2014-5022002-69
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번호 청구항
1 1
모재의 한 면에는 다이아몬드 막이 형성되고, 다른 한 면에는 탄소나노물질 막이 형성된 것을 특징으로 하는 다이아몬드/모재/탄소나노물질 복합체 하이브리드 막
2 2
한 면에는 다이아몬드 막이 형성되고, 다른 한 면에는 탄소나노물질 막이 형성되며, 내부에 모재가 제거된 공간이 형성된 것을 특징으로 하는 다이아몬드/탄소나노물질 하이브리드 막
3 3
제 2 항에 있어서,상기 탄소나노물질 막의 표면에 다수의 구멍이 형성된 것을 특징으로 하는 다이아몬드/탄소나노물질 하이브리드 막
4 4
기판 위에 입자 형상의 모재를 적층하여, 기판과 모재입자 사이 및 모재입자들 사이에 공간이 확보된 시료 세트를 준비하는 단계;기상화학증착(CVD)법 다이아몬드 합성장치의 용기 내에 상기 시료 세트를 장입하는 단계; 및상기 용기 내에 수소 및 탄소를 포함하는 기체를 주입하고 플라즈마를 형성시켜, 플라즈마에 접촉하는 상기 모재입자 층의 상층부에는 다이아몬드 막을 형성하고, 상기 모재입자 층의 하층부에는 탄소나노물질 막을 형성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 다이아몬드/모재/탄소나노물질 복합체 하이브리드 막의 제조방법
5 5
제 4 항에 있어서,상기 모재입자는 다공성 입자로서 세라믹 물질 또는 금속 물질로 이루어진 것을 특징으로 하는 다이아몬드/모재/탄소나노물질 복합체 하이브리드 막의 제조방법
6 6
제 4 항에 있어서,상기 모재입자로서 크기가 10㎚ ∼ 2㎜인 입자를 사용하는 것을 특징으로 하는 다이아몬드/모재/탄소나노물질 복합체 하이브리드 막의 제조방법
7 7
제 4 항에 있어서,미분의 다이아몬드가 분산된 알코올이 담겨진 비커에 상기 모재입자를 담그고, 초음파배쓰(ultra sonic bath)에서 일정 시간 동안 진동시켜 상기 모재입자 표면에 스크래치(scratch) 또는 잔류물을 형성시키는 전처리 단계를 수행하는 것을 특징으로 하는 다이아몬드/모재/탄소나노물질 복합체 하이브리드 막의 제조방법
8 8
제 4 항에 있어서,상기 기판의 열팽창계수에 대한 상기 하이브리드 막의 열팽창계수의 비는 5 이상인 것을 특징으로 하는 다이아몬드/모재/탄소나노물질 복합체 하이브리드 막의 제조방법
9 9
제 4 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,상기 CVD법 다이아몬드 합성장치의 용기 내 합성압력은 40∼200 Torr이고, 상기 시료 세트의 상면의 증착 온도는 600∼900 ℃인 것을 특징으로 하는 다이아몬드/모재/탄소나노물질 복합체 하이브리드 막의 제조방법
10 10
기판 위에 입자 형상의 다공성 모재를 적층하여, 기판과 모재입자 사이 및 모재입자들 사이에 공간이 확보된 시료 세트를 준비하는 단계;기상화학증착(CVD)법 다이아몬드 합성장치의 용기 내에 상기 시료 세트를 장입하는 단계;상기 용기 내에 수소 및 탄소를 포함하는 기체를 주입하고 플라즈마를 형성시켜, 플라즈마에 접촉하는 상기 모재입자 층의 상층부에는 다이아몬드 막을 형성하고, 상기 모재입자 층의 하층부에는 탄소나노물질 막을 형성하여 다이아몬드/모재/탄소나노물질 복합체를 제조하는 단계; 및상기 복합체를 에칭 용액에 담가 모세관현상 도움 에칭(capillary-enhanced etching)에 의해 상기 다공성 모재입자를 제거하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 다이아몬드/탄소나노물질 하이브리드 막의 제조방법
11 11
제 10 항에 있어서,상기 다공성 모재입자로서 모양이 불규칙하거나, 단순 구 또는 중공형 구 형태의 입자를 사용하는 것을 특징으로 하는 다이아몬드/탄소나노물질 하이브리드 막의 제조방법
12 12
제 10 항에 있어서,상기 다공성 모재입자로서 크기가 10㎚ ∼ 2㎜인 입자를 사용하는 것을 특징으로 하는 다이아몬드/탄소나노물질 하이브리드 막의 제조방법
13 13
제 10 항에 있어서,상기 다공성 모재입자는 SiO2, Al2O3 또는 BaTiO3를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 다이아몬드/탄소나노물질 하이브리드 막의 제조방법
14 14
제 10 항에 있어서,미분의 다이아몬드가 분산된 알코올이 담겨진 비커에 상기 다공성 모재입자를 담그고, 초음파배쓰(ultra sonic bath)에서 일정 시간 동안 진동시켜 상기 다공성 모재입자 표면에 스크래치(scratch) 또는 잔류물을 형성시키는 전처리 단계를 수행하는 것을 특징으로 하는 다이아몬드/탄소나노물질 하이브리드 막의 제조방법
15 15
제 10 항에 있어서, 상기 다공성 모재입자는 실리카(SiO2)를 포함하고, 상기 에칭 용액으로 불산을 사용하여 상기 다공성 모재입자를 에칭시켜 제거하며, 상기 다공성 모재입자와 상기 다이아몬드 막 사이에 형성되는 다공성 실리콘카바이드 층을 잔류시키는 것을 특징으로 하는 다이아몬드/탄소나노물질 하이브리드 막의 제조방법
16 16
제 10 항에 있어서, 상기 다공성 모재입자는 실리카(SiO2)를 포함하고, 상기 에칭 용액으로 끓는 무라카미 용액을 사용하여 상기 다공성 모재입자와 상기 다이아몬드 막 사이에 형성된 다공성 실리콘카바이드 층과 상기 다공성 모재입자를 동시에 제거하는 것을 특징으로 하는 다이아몬드/탄소나노물질 하이브리드 막의 제조방법
17 17
제 10 항에 있어서,상기 기판의 열팽창계수에 대한 상기 하이브리드 막의 열팽창계수의 비는 5 이상인 것을 특징으로 하는 다이아몬드/탄소나노물질 하이브리드 막의 제조방법
18 18
제 10 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항에 있어서,상기 CVD법 다이아몬드 합성장치의 용기 내 합성압력은 40∼200 Torr이고, 상기 시료 세트의 상면의 증착 온도는 600∼900 ℃인 것을 특징으로 하는 다이아몬드/탄소나노물질 하이브리드 막의 제조방법
19 19
기판 위에 입자 형상의 모재를 적층하여, 기판과 모재입자 사이 및 모재입자들 사이에 공간이 확보된 시료 세트를 준비하는 단계;기상화학증착(CVD)법 다이아몬드 합성장치의 용기 내에 상기 시료 세트를 장입하는 단계; 및상기 용기 내에 수소 및 탄소를 포함하는 기체를 주입하고 플라즈마를 형성시켜, 상기 모재입자 층의 중·하층부에 탄소나노물질을 형성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 탄소나노물질/모재 복합체의 제조방법
20 20
제 19 항에 있어서,상기 탄소나노물질은 적층된 상기 모재입자들 각각의 표면에 형성시키는 것을 특징으로 하는 탄소나노물질/모재 복합체의 제조방법
21 21
제 19 항에 있어서,상기 모재입자는 다공성 입자로서 세라믹 물질 또는 금속 물질로 이루어진 것을 특징으로 하는 탄소나노물질/모재 복합체의 제조방법
22 22
제 19 항에 있어서,상기 모재입자로서 크기가 10㎚ ∼ 2㎜인 입자를 사용하는 것을 특징으로 하는 탄소나노물질/모재 복합체의 제조방법
23 23
제 19 항에 있어서,미분의 다이아몬드가 분산된 알코올이 담겨진 비커에 상기 모재입자를 담그고, 초음파배쓰(ultra sonic bath)에서 일정 시간 동안 진동시켜 상기 모재입자 표면에 스크래치(scratch) 또는 잔류물을 형성시키는 전처리 단계를 수행하는 것을 특징으로 하는 탄소나노물질/모재 복합체의 제조방법
24 24
제 19 항에 있어서,상기 기판의 열팽창계수에 대한 상기 복합체의 열팽창계수의 비는 5 이상인 것을 특징으로 하는 탄소나노물질/모재 복합체의 제조방법
25 25
제 19 항 내지 제 24 항 중 어느 한 항에 있어서,상기 CVD법 다이아몬드 합성장치의 용기 내 합성압력은 1∼60 Torr이고, 상기 모재입자 층의 하면의 증착 온도는 400∼800 ℃인 것을 특징으로 하는 탄소나노물질/모재 복합체의 제조방법
26 26
기판 위에 입자 형상의 다공성 모재를 적층하여, 기판과 모재입자 사이 및 모재입자들 사이에 공간이 확보된 시료 세트를 준비하는 단계;기상화학증착(CVD)법 다이아몬드 합성장치의 용기 내에 상기 시료 세트를 장입하는 단계;상기 용기 내에 수소 및 탄소를 포함하는 기체를 주입하고 플라즈마를 형성시켜, 상기 모재입자 층의 중·하층부에 탄소나노물질을 형성하여 탄소나노물질/모재 복합체를 제조하는 단계; 및상기 복합체를 에칭 용액에 담가 모세관현상 도움 에칭(capillary-enhanced etching)에 의해 상기 다공성 모재입자를 제거하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 자유(free-standing)막 형태의 탄소나노물질의 제조방법
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제 26 항에 있어서,상기 다공성 모재입자로서 모양이 불규칙하거나, 단순 구 또는 중공형 구 형태의 입자를 사용하는 것을 특징으로 하는 자유막 형태의 탄소나노물질의 제조방법
28 28
제 26 항에 있어서,상기 다공성 모재입자로서 크기가 10㎚ ∼ 2㎜인 입자를 사용하는 것을 특징으로 하는 자유막 형태의 탄소나노물질의 제조방법
29 29
제 26 항에 있어서,상기 다공성 모재입자는 SiO2, Al2O3 또는 BaTiO3를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 자유막 형태의 탄소나노물질의 제조방법
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제 26 항에 있어서,미분의 다이아몬드가 분산된 알코올이 담겨진 비커에 상기 다공성 모재입자를 담그고, 초음파배쓰(ultra sonic bath)에서 일정 시간 동안 진동시켜 상기 다공성 모재입자 표면에 스크래치(scratch) 또는 잔류물을 형성시키는 전처리 단계를 수행하는 것을 특징으로 하는 자유막 형태의 탄소나노물질의 제조방법
31 31
제 26 항에 있어서,상기 기판의 열팽창계수에 대한 상기 복합체의 열팽창계수의 비는 5 이상인 것을 특징으로 하는 자유막 형태의 탄소나노물질의 제조방법
32 32
제 26 항 내지 제 31 항 중 어느 한 항에 있어서,상기 CVD법 다이아몬드 합성장치의 용기 내 합성압력은 1∼60 Torr이고, 상기 모재입자 층의 하면의 증착 온도는 400∼800 ℃인 것을 특징으로 하는 자유막 형태의 탄소나노물질의 제조방법
33 33
기판 위에 입자 형상의 모재를 적층하여, 기판과 모재입자 사이 및 모재입자들 사이에 공간이 확보된 시료 세트를 준비하는 단계;기상화학증착(CVD)법 다이아몬드 합성장치의 용기 내에 상기 시료 세트를 장입하는 단계; 상기 용기 내에 수소 및 탄소를 포함하는 기체를 주입하고 플라즈마를 형성시켜, 상기 모재입자 층의 하층부에 탄소나노물질을 형성하는 단계; 및상기 탄소나노물질이 형성된 시료 세트를 냉각하여 기판과 모재입자 층을 분리함으로써 기판상에 탄소나노물질 막이 증착된 탄소나노물질 막/기판 복합체를 얻는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 탄소나노물질 막/기판 복합체의 제조방법
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1 WO2008013343 WO 세계지적재산권기구(WIPO) DOCDBFAMILY
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