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그래핀 박막의 형성 방법에 있어서, 단결정 기판을 준비하는 제 1단계;단결정 기판 위에 단결정 금속막을 성장시키는 제 2단계; 및단결정 금속막 위에 그래핀 박막(graphene film)을 형성하는 제 3단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법
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제1항에 있어서, 상기 단결정 기판은 사파이어(α-Al2O3)임을 특징으로 하는 방법
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제1항에 있어서, 상기 단결정 기판은 산화마그네슘(MgO)임을 특징으로 하는 방법
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제1항에 있어서, 상기 단결정 기판은 페로브스카이트(perovskite) 구조를 갖는 산화물 계열의 단결정 기판임을 특징으로 하는 방법
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제1항에 있어서, 상기 단결정 금속막은 전이금속(transition metal)임을 특징으로 하는 방법
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제1항에 있어서, 상기 단결정 금속막은 니켈(Ni)임을 특징으로 하는 방법
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제1항에 있어서, 상기 단결정 금속막은 구리(Cu)임을 특징으로 하는 방법
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제1항에 있어서, 상기 단결정 금속막은 코발트(Co)임을 특징으로 하는 방법
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제1항에 있어서, 상기 단결정 금속막은 루테늄(Ru)임을 특징으로 하는 방법
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제1항에 있어서, 상기 단결정 금속막은 백금(Pt)임을 특징으로 하는 방법
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제1항에 있어서, 상기 제 2단계에서, 단결정 금속막을 성장하기 위해 열증발법(thermal evaporation technique), 또는 전자빔 증발법(e-beam evaporation technique)을 사용하는 것을 특징으로 하는 방법
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제1항에 있어서, 상기 제 2단계에서, 단결정 금속막을 성장하기 위해 스퍼터링법(sputtering technique)을 사용하는 것을 특징으로 하는 방법
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제11항 또는 제12항에 있어서, 상기 단결정 금속막을 성장하기 위한 성장장치의 기저압력(base pressure)이 1 x 10-7 Torr ～ 1 x 10-6 Torr 인 것을 특징으로 하는 방법
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제11항 또는 제12항에 있어서, 상기 단결정 금속막을 성장하기 위해 단결정 기판의 온도를 100 ~ 300 oC, 증착속도를 1~20 Å/sec 범위로 유지하여 금속막을 성장시키는 것을 특징으로 하는 방법
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제1항에 있어서, 1) 제 2단계에서 탄소에 대한 고용도(solid solubility)가 있는 전이금속을 단결정 기판 위에 단결정 금속막으로 성장한 후,2) 제 3단계의 그래핀 성장을 위하여, 5 oC/sec 이상의 속도로 기판온도를 올리거나 내릴 수 있는 장치를 사용하며, 원료기체인 탄화수소기체(hydrocarbon gas)와 캐리어 기체(carrier gas)를 혼합하여 700 ~ 1100 oC 범위에서 1분 ~ 30분의 시간동안 그래핀 성장을 실시한 후 -5 oC/sec 이상의 속도로 급속히 기판온도를 떨어뜨려 금속막 위에 그래핀 박막을 성장하는 것을 특징으로 하는 방법
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제15항에 있어서, 상기 탄소에 대한 고용도(solid solubility)가 있는 전이금속은 니켈(Ni), 코발트(Co), 루테늄(Ru), 또는 백금(Pt)인 것을 특징으로 하는 방법
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제15항에 있어서, 상기 탄화수소기체는 메탄(CH4), 아세틸렌(C2H2), 에틸렌(C2H4), 에탄(C2H6), 프로펜(C3H6), 프로판(C3H8) 및 이의 혼합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 방법
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제15항에 있어서, 상기 캐리어 기체는 수소(H2), 아르곤(Ar), 질소(N2) 및 이의 혼합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 방법
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제1항에 있어서, 1) 제 2단계에서 탄소에 대한 고용도(solid solubility)가 낮은 전이금속을 단결정 기판 위에 단결정 금속막으로 성장한 후,2) 제 3단계의 그래핀 성장을 위하여, 원료기체인 탄화수소기체(hydrocarbon gas)와 캐리어 기체(carrier gas)를 혼합한 후 900 ~ 1000 oC의 증착온도에서 30분 ~ 5 시간에 걸쳐 이루어지는 것을 특징으로 하는 방법
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제19항에 있어서, 상기 탄소에 대한 고용도(solid solubility)가 낮은 전이금속은 구리(Cu)인 것을 특징으로 하는 방법
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제19항에 있어서, 상기 탄화수소기체는 메탄(CH4), 아세틸렌(C2H2), 에틸렌(C2H4), 에탄(C2H6), 프로펜(C3H6), 프로판(C3H8) 및 이의 혼합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 방법
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제19항에 있어서, 상기 캐리어 기체는 수소(H2), 아르곤(Ar), 질소(N2) 및 이의 혼합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 방법
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제1항에 있어서, 1) 제 2단계에서 탄소에 대한 고용도(solid solubility)가 있는 전이금속을 단결정 기판 위에 단결정 금속막으로 성장한 후,2) 제 3단계에서, 물리적 증착법(physical vapor deposition)으로 상기 단결정 금속막 위에 탄소막(carbon film)을 형성한 후, 별도의 급속열처리 장치에서 기판의 온도를 700 ~ 1100 oC 범위에서 1분 ~ 30분의 시간동안 유지하다가 -5 oC/sec 이상의 속도로 급속히 기판온도를 떨어뜨려 금속막 위에 그래핀 박막을 성장하는 것을 특징으로 하는 방법
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제23항에 있어서, 상기 탄소에 대한 고용도(solid solubility)가 있는 전이금속은 니켈(Ni), 코발트(Co), 루테늄(Ru), 또는 백금(Pt)인 것을 특징으로 하는 방법
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제23항에 있어서, 상기 물리적 증착법은 탄소 증발원을 열에너지로 가열하여 여기서 발생된 탄소 증기를 이용하는 열증발법인 것을 특징으로 하는 방법
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제23항에 있어서, 상기 물리적 증착법은 탄소 증발원을 전자빔 에너지로 가열하여 여기서 발생된 탄소 증기를 이용하는 전자빔 증발법인 것을 특징으로 하는 방법
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제23항에 있어서, 상기 물리적 증착법은 탄소 증발원을 레이저로 가열하는 레이져 어블레이션법(laser ablation)인 것을 특징으로 하는 방법
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제23항에 있어서, 상기 물리적 증착법은 탄소 타켓을 이용하는 스퍼터링법인 것을 특징으로 하는 방법
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제1항에 있어서, 제 2단계의 단결정 금속막에 쌍정(twin)의 결정결함(crystal defect)이 발생할 때, 결정결함이 단결정 금속막 표면에 평행한 방향으로만 생성되어 결정결함이 단결정 금속막 표면에 노출되지 않음을 특징으로 하는 방법
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제1항에 있어서, 상기 그래핀 박막의 형성후, 상기 단결정 금속막을 염화제이철(FeCl3)으로 녹여내여, 그래핀을 수득하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 방법
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제1항 내지 제30항의 방법 중 어느 하나의 방법에 의해서 얻어진 그래핀
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