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구리박막/니켈박막 적층체를 이용한 화학기상증착에 의한 층수가 제어된 그래핀 합성 방법

  • 기술번호 : KST2018016179
  • 담당센터 : 대구기술혁신센터
  • 전화번호 : 053-550-1450
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 발명은 구리박막과 상기 구리박막 상에 적층된 니켈박막을 포함하는 구리박막/니켈박막 적층체를 화학기상증착기에 위치시키는 단계; 및 상기 구리박막/니켈박막 적층체에 그래핀 전구체를 접촉시키고 화학기상증착(Chemical vapor deposition; CVD)하여 상기 구리박막 상에 층수가 제어된 그래핀을 합성하는 단계;를 포함하는 그래핀의 합성방법에 관한 것이다. 본 발명은 새로운 그래핀 합성법을 통해 합성된 다층 그래핀의 두께가 니켈박막의 두께 및 화학기상증착 시간만의 간단한 공정변수를 통해 쉽고 재현성 있는 조절이 가능하며, 두께가 제어된 니켈박막으로 인해 일정 합성시간 후 그래핀의 최대 두께에 도달하는 Self-limiting 특성으로 이전 공정에 비하여 재현성 있는 결과를 얻기 위한 공정 허용 범위(Process window)가 넓어지는 효과가 있다. 또한, 니켈박막으로 흡수된 탄소 원자가 금속 적층체 내부의 확산을 통해 맞은편 구리 표면에 도달 후, 구리 박막의 표면에서 표면매개반응을 통해 그래핀이 성장하여 합성된 그래핀의 균일성이 향상되는 효과가 있다.
Int. CL C01B 32/182 (2017.01.01) C23C 16/26 (2006.01.01)
CPC C01B 32/186(2013.01) C01B 32/186(2013.01) C01B 32/186(2013.01)
출원번호/일자 1020170069244 (2017.06.02)
출원인 재단법인 나노기반소프트일렉트로닉스연구단, 포항공과대학교 산학협력단
등록번호/일자 10-1999564-0000 (2019.07.08)
공개번호/일자 10-2018-0132382 (2018.12.12) 문서열기
공고번호/일자 (20190712) 문서열기
국제출원번호/일자
국제공개번호/일자
우선권정보
법적상태 등록
심사진행상태 수리
심판사항
구분 신규
원출원번호/일자
관련 출원번호
심사청구여부/일자 Y (2017.06.02)
심사청구항수 13

출원인

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번호 이름 국적 주소
1 재단법인 나노기반소프트일렉트로닉스연구단 대한민국 경상북도 포항시 남구
2 포항공과대학교 산학협력단 대한민국 경상북도 포항시 남구

발명자

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번호 이름 국적 주소
1 조길원 대한민국 경상북도 포항시 남구
2 유민석 대한민국 경상북도 포항시 남구
3 이효찬 대한민국 서울특별시 도봉구

대리인

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번호 이름 국적 주소
1 이수열 대한민국 서울특별시 서초구 반포대로**길 **(서초동) *층(국제특허다호)

최종권리자

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번호 이름 국적 주소
1 재단법인 나노기반소프트일렉트로닉스연구단 경상북도 포항시 남구
2 포항공과대학교 산학협력단 경상북도 포항시 남구
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번호 서류명 접수/발송일자 처리상태 접수/발송번호
1 [특허출원]특허출원서
[Patent Application] Patent Application
2017.06.02 수리 (Accepted) 1-1-2017-0531794-12
2 [출원서등 보정]보정서
[Amendment to Patent Application, etc.] Amendment
2017.06.07 수리 (Accepted) 1-1-2017-0542799-08
3 선행기술조사의뢰서
Request for Prior Art Search
2018.07.09 수리 (Accepted) 9-1-9999-9999999-89
4 [출원인변경]권리관계변경신고서
[Change of Applicant] Report on Change of Proprietary Status
2018.08.08 수리 (Accepted) 1-1-2018-0782473-26
5 선행기술조사보고서
Report of Prior Art Search
2018.09.05 수리 (Accepted) 9-1-2018-0045033-73
6 의견제출통지서
Notification of reason for refusal
2018.11.08 발송처리완료 (Completion of Transmission) 9-5-2018-0763493-96
7 [거절이유 등 통지에 따른 의견]의견(답변, 소명)서
[Opinion according to the Notification of Reasons for Refusal] Written Opinion(Written Reply, Written Substantiation)
2019.01.07 수리 (Accepted) 1-1-2019-0019335-83
8 [명세서등 보정]보정서
[Amendment to Description, etc.] Amendment
2019.01.07 보정승인간주 (Regarded as an acceptance of amendment) 1-1-2019-0019387-46
9 최후의견제출통지서
Notification of reason for final refusal
2019.03.25 발송처리완료 (Completion of Transmission) 9-5-2019-0216985-07
10 [명세서등 보정]보정서
[Amendment to Description, etc.] Amendment
2019.05.07 보정승인 (Acceptance of amendment) 1-1-2019-0463151-26
11 [거절이유 등 통지에 따른 의견]의견(답변, 소명)서
[Opinion according to the Notification of Reasons for Refusal] Written Opinion(Written Reply, Written Substantiation)
2019.05.07 수리 (Accepted) 1-1-2019-0463129-21
12 등록결정서
Decision to grant
2019.07.04 발송처리완료 (Completion of Transmission) 9-5-2019-0485506-93
13 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information
2019.11.20 수리 (Accepted) 4-1-2019-5243581-27
14 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information
2019.11.22 수리 (Accepted) 4-1-2019-5245997-53
15 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information
2019.11.25 수리 (Accepted) 4-1-2019-5247115-68
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번호 청구항
1 1
(a) 구리박막과 상기 구리박막 상에 적층된 니켈박막을 포함하는 구리박막/니켈박막 적층체를 화학기상증착기에 위치시키는 단계; 및(b) 상기 구리박막/니켈박막 적층체에 그래핀 전구체를 접촉시키고 화학기상증착(Chemical vapor deposition; CVD)하여 상기 구리박막 상에 그래핀을 합성하는 단계;를 포함하고,상기 화학기상증착은 600 내지 1,300℃의 온도에서 수행되고,상기 화학기상증착을 수행하는 동안 상기 적층체의 니켈박막의 니켈의 일부가 상기 구리박막 내부로 확산함에 따라 상기 구리박막 내의 니켈의 농도가 상기 니켈박막과 접한 구리박막의 표면에서 상기 구리박막의 반대편 표면으로 갈수록 감소하는 농도분포를 갖고,상기 화학기상증착을 수행하는 동안 상기 적층체의 니켈박막의 니켈의 다른 일부가 상기 적층체의 외부로 승화하고,상기 니켈박막의 두께 및/또는 상기 화학기상증착 시간을 조절하여 상기 구리박막 상에 합성되는 상기 그래핀의 두께 또는 층수를 제어하고,상기 그래핀이 1 내지 10층의 층수 중 어느 하나의 층수를 갖는 것인, 그래핀의 합성방법
2 2
삭제
3 3
제1항에 있어서,상기 니켈박막의 두께가 5 내지 1,000nm인 것을 특징으로 하는 그래핀의 합성방법
4 4
삭제
5 5
제1항에 있어서,단계 (a)의 상기 니켈박막의 두께를 10 내지 70nm의 범위로 조절하여 단계 (b)의 그래핀을 단층 그래핀으로 합성하는 것을 특징으로 하는 그래핀의 합성방법
6 6
제1항에 있어서,단계 (a)의 상기 니켈박막의 두께를 70초과 내지 1,000nm의 범위로 조절하여 단계 (b)의 그래핀을 다층 그래핀으로 합성하는 것을 특징으로 하는 그래핀의 합성방법
7 7
제6항에 있어서,상기 다층 그래핀이 Bernal-stacked 다층 그래핀인 것을 특징으로 하는 그래핀의 합성방법
8 8
삭제
9 9
제1항에 있어서,상기 그래핀 전구체가 탄화수소화합물인 것을 특징으로 하는 그래핀의 합성방법
10 10
제9항에 있어서,상기 탄화수소화합물이 메탄, 에탄, 프로판, 부탄, 에틸렌, 프로필렌, 부틸렌, 벤젠 및 에탄올로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는 그래핀의 합성방법
11 11
삭제
12 12
제1항에 있어서,상기 화학기상증착은 그래핀 전구체를 0
13 13
제1항에 있어서,상기 화학기상증착은 10 내지 500분간 수행되는 것을 특징으로 하는 그래핀의 합성방법
14 14
제1항에 있어서,상기 화학기상증착이 저압 화학기상증착(Low Pressure Chemical Vapor Deposition), 상압 화학기상증착(Atmospheric Pressure Chemical Vapor Deposition), 플라즈마 화학기상증착(Plasma-enhanced Chemical Vapor Deposition), 줄-히팅(Joul-heating) 화학기상증착 및 마이크로웨이브 화학기상증착으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나의 방법으로 수행되는 것을 특징으로 그래핀의 합성방법
15 15
제1항에 있어서,단계 (a)의 상기 니켈박막이 패턴을 갖는 니켈박막인 것을 특징으로 하는 그래핀의 합성방법
16 16
제15항에 있어서,상기 패턴이 원, 타원, 다각형, 물결, 지그재그, 및 요철로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 형상을 포함하는 것을 특징으로 하는 그래핀의 합성방법
17 17
m층 그래핀을 포함하는 제1 그래핀부; 및상기 제1 그래핀부와 공유결합으로 나란하게 연결되고, 패턴화되고, m+n층 그래핀을 포함하는 제2 그래핀부;를 포함하고,상기 제2 그래핀부의 그래핀층이 버널 적층(Bernal-stack)하고,상기 m은 1 내지 5의 정수 중 어느 하나이고,상기 n은 1 내지 5의 정수 중 어느 하나인 것인, 패턴화된 그래핀
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1 미래창조과학부 재단법인나노기반소프트일렉트로닉스연구단 글로벌프론티어사업 소프트 전자 소자 구현을 위한 계면 제어 기술 개발