바카라 커뮤니티 (Yoshikawa Hiroyuki 회장) (이하 "AIST"라고 불리는) Nanotube Applied Research Center [연구 센터 디렉터 IIJIMA SUMIO] 슈퍼 성장 CNT 팀 Hata Kenji, Hayamizu Yuhei 이사, AIST의 특별 연구원Carbon Nanotube (CNT)를 사용하여 통합 된 3D CNT 장치를 성공적으로 실현했습니다
이번에는 CNT의 고밀도 정렬 어셈블리 인 "바카라 사이트 쿠폰 나노 튜브 웨이퍼 (CNT 웨이퍼)"를 개발함으로써 많은 양의 설계된 CNT 장치를 만드는 데 성공했습니다 예를 들어, 복잡한 3 차원 모양을 갖는 1,000 개 이상의 CNT 장치 구조가 위치와 모양을 자유롭게 제어하여 기판에 통합되었습니다 (그림 1) 또한, 제조 된 CNT 장치 구조는 성공적으로 전기적으로 구동되어 CNT 장치의 실질적인 사용에 대한 상당한 접근 방식을 가져 왔습니다
이 연구 결과는 2008 년 5 월 4 일 오후 6시 (영국 과학 저널)에서 발표되었습니다Nature Nanotechnology의 온라인 버전에 게시되었습니다
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| 그림 1 : 통합 된 3D 바카라 사이트 쿠폰 나노 튜브 장치 구조의 레이저 및 전자 현미경 이미지 (삽입) |
바카라 사이트 쿠폰 나노 튜브 (CNT)는 강인성, 고도도, 유연성, 이방성, 낮은 차원 및 마찰이 낮으며 마이크로 장치에 이상적인 특성을 갖는 기존의 재료가없는 새로운 기능을 갖는 바카라 사이트 쿠폰 재료입니다 따라서 차세대 나노 디바이스 자료로 주목을 끌었으며 전 세계의 연구 기관은 연구 개발을 수행하기 위해 경쟁합니다 이전에는 단일 CNT, 스위치, 센서, 나노 핀셋, 조정 가능한 공진기 등을 사용한 비 휘발성 기억 이보고되었습니다
그러나 이러한 기술을 통해 CNT의 위치와 모양을 임의로 제어하고 CNT 장치를 다양한 기능과 통합하는 것은 불가능했습니다 따라서 이러한 연구 보고서는 단일 장치의 실현으로 제한되었으며 산업화 전망은 완전히 보이지 않았습니다 산업화 되려면 실리콘 반도체와 같은 마이크로 가공 기술을 사용하여 여러 장치를 한 번에 통합하고 제조해야합니다
Aisoken Super Growth CNT 팀은 2004 년에 수분을 추가 할 것입니다CVD 메소드(슈퍼 성장 방법) 이것은 매우 길고 고도로 순수한 단일 계층 CNT가 수직으로 배향되고 수집되는 CNT 매크로 구조의 생산을 허용합니다 2006 년CNT 고밀도 방법| 상기 단층 CNT로 만든 CNT 고체를 생산하기 위해 개발되었으며, 이는 쌀 귀 묶음처럼 고밀도로 만들어졌습니다 이 그룹은 슈퍼 성장 방법과 CNT 고밀도 방법 및 반도체를 가지고 있습니다리소그래피 기술를 결합하기 위해 CNT 장치의 통합을 연구하고 개발하고 있습니다
이 연구 개발은 새로운 에너지 및 산업 기술 개발 기관의 "고도로 통합 및 복합 MEMS 제조 기술 개발 프로젝트 : Nanomaterials (CNT 등)를위한 선택적 형성 기술 (2006-2008)을위한 위탁 프로젝트로 수행되었습니다
(1) 바카라 사이트 쿠폰 나노 튜브 웨이퍼 만들기
고순도의 초대형 CNT가 수직으로 지향되는 AIST의 슈퍼 성장 방법을 사용하여 합성 된 필름과 같은 거대 구조 "수직 정렬 CNT 필름"은 수직으로 배향 된 CNT와 결합 된 다음, 고도의 CNT가있는 "CNT 웨이퍼"를 만들기 위해 특수 처리 (CNT 고밀도 방법)를 생성합니다 실리콘 단결정 웨이퍼에서, 결정은 한 방향으로 정렬되지만, CNT 웨이퍼에서, 다수의 고밀도 방향 CNT가 함께 강하게 결합되고 한 방향으로 배향된다 이것은 리소그래피를 견딜 수있는 힘을 가지며 실리콘 웨이퍼와 마찬가지로 저항을 사용하여 미세 가축성을 가질 수 있습니다 따라서, 기존 반도체 처리 기술이 적용 가능하고, 실리콘 웨이퍼의 과정에서와 같이 CNT 웨이퍼는 모든 형태로 처리 될 수있다
그림 2는 CNT 웨이퍼를 제조하는 방법을 보여줍니다 (1) 실리콘 기판의 선형 방식으로 촉매를 패턴한다 (2) 슈퍼 글로싱 방법을 사용하여, 수직으로 배향 된 CNT 필름은 실리콘 기판상에서 제조된다 (3) CNT 필름은 기판을 액체로 담그고 당기어 기판에 뭉친다 (4) 액체가 건조되고 기질에 부착되어 CNT 웨이퍼가되면서 숙박 된 CNT 필름은 고밀도가 높아진다
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| 그림 2 : 바카라 사이트 쿠폰 나노 튜브 웨이퍼의 제조 과정의 개략도 |
숙박 전 방향 CNT 필름은 평균 직경이 28nm, 밀리미터 이상인 높이, 999%이상의 순도, 1000 (M2/g)의 특성과 003 (g/cc)의 특성이 있습니다 한편, 숙박 후 CNT 필름이 건조 될 때, 액체의 표면 장력과 CNT 사이의 반 데르 발스 힘은 밀도가 증가하는 동시에 순도, 방향 및 높은 특이 적 표면적을 유지하여 밀도가 05 (G/CC)를 갖는 플레이트 형 CNT 웨이퍼를 유지한다 이 CNT 웨이퍼는 경량의 강한 기계적 특성을 가지며 실리콘 위의 공진 주파수를 나타낼 것으로 예상됩니다 반면에, 그것은 매우 유연하며 90도 이상 구부려 있어도 파손되지 않습니다 전기 특성은 CNT의 방향과 평행 한 방향으로 0008 Ω · cm이고 수직 방향으로 020 Ω · cm의 현저한 이방성을 갖는다
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| 그림 3 : 수직으로 배향 된 바카라 사이트 쿠폰 나노 튜브 필름 (왼쪽) 및 바카라 사이트 쿠폰 나노 튜브 웨이퍼 (오른쪽)의 광학 현미경 사진의 전자 현미경 사진 (오른쪽 삽입물은 2x2cm 기판에서 CNT 웨이퍼를 보여줍니다) |
(2) CNT 웨이퍼의 리소그래피 기술을 사용한 미세 가축성
고밀도 CNT가있는 CNT 웨이퍼는 마스크 저항이 적용될 때에도 파손되지 않으며 리소그래피 기술을 사용하여 모든 형태로 처리 될 수 있습니다 (그림 4) 구체적으로, CNT 웨이퍼에서 저항을 코팅하고 전자 빔 드로잉 장치를 사용하여 노출 및 개발함으로써 마스크를 생성 할 수있다 이를 통해 산소 플라즈마를 사용하여 CNT 웨이퍼 (불필요한 부품 제거)를 에칭 한 다음 저항 마스크를 제거하여 CNT의 모양이 선택적으로 처리 될 수 있습니다
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| 그림 4 : 섬과 같은 바카라 사이트 쿠폰 나노 튜브 구조의 전자 현미경 사진 |
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그림 5 : 다양한 바카라 사이트 쿠폰 나노 튜브 구조의 전자 현미경 사진
(왼쪽 상단 : 실리콘 기둥의 CNT 빔 및 CNT 시트, 오른쪽 상단 : CNT 캔틸레버, 왼쪽 하단 : CNT 3D 캔틸레버, 오른쪽 : CNT 3D 배선) |
CNT 웨이퍼를 사용한 형상 처리는 평면 구조에만 국한되지 않습니다 실리콘 기판의 미리 준비된 기둥과 그루브에 빔과 유사한 또는 캔틸레버와 같은 CNT 구조를 제조하는 것도 가능하다 (도 5의 상단 단계) 또한, CNT 웨이퍼 자체는 3 차원으로 형상을 유지할 수 있으며,이를 기반으로 통합 된 CNT의 3D 캔틸레버 및 3D 배선을 제조 하였다 (도 5의 바닥)
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| 그림 6 : 바카라 사이트 쿠폰 나노 튜브 릴레이 (왼쪽 상단), 전기 특성 (왼쪽 하단), 전자 현미경 사진 (오른쪽 상단) |
이러한 CNT 구조의 전기 전도성을 사용하여 전기 구동을 이루어 볼 수 있습니다 CNT 구조의 미세 전자 역학 장치의 적용의 예로서, CNT로 구성된 CNT 릴레이를 제조 및 구동되었다 (도 6) CNT 캔틸레버는 게이트 전극에 전압을 적용하여 기계적으로 성공적으로 전환되었습니다 (그림 6, 왼쪽 하단) 이 시점에서, 전자 현미경 이미지에서 CNT 캔틸레버는 여러 CNT가 고밀도로 배향되고, 적분한 탄성 몸체로 변형되고, 장치의 기계적 요소로서 기능한다 (도 6의 오른쪽 하단)
CNT 웨이퍼의 물리적 특성을 수행하고 특성을 사용하는 CNT 장치에 대한 응용 프로그램을 개발하십시오 회사 및 대학과의 협력에 특히 중점을 두어 AIST 혁신을 통해 CNT 장치 개발에 중요한 수직 지향 CNT 영화를 제공 할 계획입니다 또한 회사와의 협력을 광범위하게 추구 할 계획이며 CNT 장치의 응용 프로그램 개발 및 응용 프로그램 개발에 대한 실질적인 연구를 계속 수행 할 것입니다