단층 나노 튜브의 발광(Photoluminescence of Single Walled Carbon Nanotubes)

전문가 제언

□ 국내의 탄소나노튜브(CNT) 합성 기술은 이미 국제적인 수준에 도달하였지만, 구조 제어 기술은 선진국에 비해 아직 상당히 뒤떨어진 상태이다. 국내의 CNT 구조 제어 기술 수준은 아직 직경과 형태 제어에 제한되어 있고 불순물 도핑 기술, 키랄성(chirality) 조절 기술, 표면의 결합, 형상 조절 기술은 아직 많은 연구가 필요하다. 국내 CNT의 연구는 불소를 이용한 CNT 분산과 기능화, CNT의 기능성, CNT의 절단과 복합 재료로의 응용 그리고 열처리와 산 처리를 통한 CNT의 정제와 분리 효율 향상 등에 대해서 연구가 활발하게 진행되고 있다.

□ CNT의 구조제어 정제분산기능화기술은 선진국에서도 기초기술과 상용화를 위한 기술로 활발히 연구가 진행되고 있다. 현재 국내 CNT의 구조제어기술은 선진국 수준의 절반에도 못 미치고 특히 정제분산기능화 기술은 선진국의 1/3 이하로 떨어지고 있다. 그러나 선진국도 대부분의 기술이 초보 단계로 특히 정제분산기능화기술은 시작에 불과하다. 그러므로 국내에서도 선진화된 CNT 합성 기술을 토대로 구조제어 정제분산기능화 기술에 대한 연구를 추진하여 이 분야의 선진화도 기대하여야 할 것이다.

□ CNT는 구조적으로 비동방성이 크며 홑겹(single wall), 여러 겹(multi-wall) 또는 다발(rode or bundle)등의 다양한 구조로 되어 있다. 감긴 형태에 따라 도체와 반도체의 성질을 띠며 직경의 크기에 따라 에너지 갭(gap)이 달라지고, 준 일차원적 구조를 가지고 있어 특이한 양자 효과를 나타낸다. CNT의 다기능성은 정보 통신 기기의 필수인 평면표시 소자, 메모리 소자 및 전지에 그 활용이 우수하여 이 분야의 경쟁력 우위를 확보하기 위한 전략이 다각적으로 추진되고 있다. 이를 위해서는 CNT 성장과 구조설계기술이 확립되어야 하고 동시에 기능 제어기술이 병행되어야 한다.

□ 단층카본나노튜브(SWNT)는 하나의 그래파이트 시트의 감긴 방향에 따라 반도체와 금속으로 되는 특이함으로 전자 디바이스에 응용되고 있다. 반도체적인 SWNT는 이론적으로 강한 밴드 갭을 발생하는 것으로 되나 오랫동안 발광을 거의 보지 못하였다. 2002년 미국에서 원심 분리로 이들을 분리하고 계면활성제를 이용한 수용액 분산에서 레이저 여기에 의한 강한 밴드 갭 발생을 관측하였다. 또한 여기 파장과 발광 파장의 관계에서 발광에 관여하는 SWNT의 키랄성(螺旋度: chirality)을 같게 할 수 있는 가능성도 보였다.

□ 본고에서는 계면활성제로 수중에 분산한 SWNT와 비교하는 것으로부터 미세 기둥 사이에 가교시킨 SWNT로부터의 발광 특성을 서술하고 있다. 실용화에 응용될 수 있는 나노튜브의 특이한 전자 물성과 광학 특성은 향후 광전자공학(opto-electronics)에 응용되거나 각종 센서에 응용될 것을 기대한다.

저자

Yoshikazu Homma ; Jacques Lefebvre ; Paul Finnie

자료유형

원문언어

일어

기업산업분류

재료

연도

2004

권(호)

39(3)

잡지명

고체물리(C178)

과학기술
표준분류

재료

페이지

170~174

분석자

오*섭

분석물

• 단층 카본 나노 튜브의 발광.pdf [191,381 byte]

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