김도현 박사님 논문입니다! 축하드려요!
제목: Electrical conductivity enhancement of metallic single-walled carbon nanotube networks by CoO decoration (Phys. Chem. Chem. Phys., 2014, 16, 6980)
저자: Do-Hyun Kim,* Sang Yun Lee, Jun Eon Jin, Gyu Tae Kim and Dong-Jin Lee
저널: Physical Chemistry Chemical Physics (일명 PCCP)
교신저자 연락처: nanotube@korea.ac.kr
사사: BK21 Plus Humanware Information Technology (단독)
이 논문은 금속성 탄소나노튜브 네트워크의 전기 전도도도를 향상시키는 방법에 관한 것입니다. 원고는 2013년 12월에 투고 되었고, 올해 1월에 출판이 결정되었으며, 3월에 출판되었습니다.
탄소나노튜브 네트워크의 전기전도도를 향상시키기 위한 연구는 많이 있었습니다. 탄소나노튜브의 네트워크에 SOCl2, 산(acid) 같은 물질을 처리하여 전도도도를 향상시키는 방법이나, 금속을 decoration하여 전도도를 향상시키는 방법 등이 있었습니다. 그러나 SOCl2, 산(acid) 같은 물질들은 열에 약하며, 금속은 공기 중에 산화되기 쉬운 한계를 가지고 있었습니다. 따라서 이러한 한계를 넘을 수 있는 새로운 물질이 필요했습니다.
이 연구는 다음과 같은 문제의식에서 출발했습니다.
<물질>
1. 열에 강한 물질일 것.
2. 공기 산화에 둔감한 물질일 것.
3. 전기적으로 절연체가 아닐 것.
<측정방법>
4. 탄소나노튜브 네트워크의 면저항 감소를 측정하는 간접적 확인 방법이 아닌 직접적 측정 방법의 필요.
<구성 시스템>
5. 금속성 탄소나노튜브와 반도체성 탄소나노튜브가 네트워크를 형성할 때 발생하는 쇼트키 접촉 (Schottky contact)의 영향.
그리고 이 연구는 아래와 같은 연구의 독창성을 주장하며 진행되었습니다.
<물질>
CoO: 열에 강하며 산화에 둔감하고 전기적으로 반도체 성질을 가지는 것으로 보고됨.
<측정방법>
Field-effect transistor: 네트워크의 면저항이 아니라 전기전도도를 직접 측정하여, decoration되는 CoO의 양에 따라서 네트워크의 전기전도도가 향상되는 것을 확인 할 수 있음.
<구성 시스템>
금속성 탄소나노튜브(순도: 99%)의 사용: 기존의 연구에서 나타나는 나노튜브들 간의 쇼트키 접촉 (Schottky contact) 영향을 최대한 줄일 수 있어서 CoO decoration이 네트워크의 전기전도도에 미치는 영향을 분명하게 관찰 할 수 있음.
결론을 간단히 요약하면, CoO가 반도체 성질의 물질임에도 decoration되는 양에 비례하여 금속성 탄소나노튜브 네트워크의 전기전도도가 향상되는 것을 볼 수 있었습니다. 이것은 CoO가 금속성 탄소나노튜브 네트워크와 쇼트키 접촉 (Schottky contact)을 유발시킴에도 불구하고 네트워크에 존재하는 non-contact junction들에 새로운 전기적 통로를 만들기 때문으로 생각됩니다. 바꿔 말하면, 네트워크에 존재하는 non-contact junction을 그대로 두는 것 보다 쇼트키 접촉 (Schottky contact)을 유발시킬지라도 무엇인가로 연결을 하면 네트워크의 전도도 향상에 기여할 수 있다는 결론에 도달하게 됩니다. 그 무엇인가가 열에 강하며 산화에 둔감하고 전기적으로 반도체 성질을 가지는 물질인 CoO가 되는 것이 이 연구의 요지입니다.
이 연구는 한양대학교 나노기술연구소와 부산시 산하의 신발피혁연구소의 협력으로 이루어졌습니다. 특히 논문이 출판되는 마지막 순간까지 진준언 학생의 많은 도움이 있었음을 이 자리를 통해서 밝힙니다. 또한 연구의 자율성을 보장해 주신 김규태 교수님께도 감사의 말씀을 전합니다.
자세한 사항은 논문을 참조하시고 궁금하신 내용은 이메일을 주시면 성실히 답변해 드리겠습니다. |
