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개별적으로 단리된 단일벽 탄소나노튜브의 광물리

전문가 제언: ○ 발견된 지 15년 정도 밖에 되지 않은 탄소나노튜브는 원주의 모양을 한 분자로 강력한 탄소-탄소결합과 나노미터 크기의 양자역학적인 환경으로 인하여 독특한 기계적, 전기적, 광학적 특성을 가지고 있어서 이러한 독특한 특성을 활용하여 원자력 현미경의 프로브, 근적외 글루코오스와 생체 센서, 필드효과 트랜지스터, 평판 디스플레이, 에너지 저장, 분자 전자장치로 이용하기 위한 시도들이 전 세계적으로 활발하게 이루어지고 있다.

○ 합성된 나노튜브는 회합되어 있어 초기의 광물리 연구는 주로 회합된 상태에 대한 것에 대한 연구가 주로 이루어져 왔으나 번들상태의 SWNT에는 서로 다른 에너지 상태의 나노튜브의 구조가 혼합되어 있어 매우 불균일하게 퍼져있는 흡수스펙트럼을 나타내므로 탄소나노튜브의 특성 특히 광학적 특성을 조사에서 제한을 피할 수 없다. 이를 해결하기 위해서는 분자 단위로의 나노튜브의 단리가 요구되는데 이를 달성하기 위해서 계면활성제의 미셀이나 고분자나 DNA 중에 나노튜브를 엔캡슐레이션하는 방법이 개발되었다.

○ 번들상태에서 나타나지 않던 나노튜브의 형광이 개별적으로 분자상태로 단리된 반도체성 나노튜브는 형광을 나타낸다. 분자상으로 단리된 나노튜브를 시료로 사용하여 형광, 라만 등의 분광분석 기술과 천이흡수스펙트럼 기술을 이용하는 여기상태의 동력학적 방법을 통하여 나노튜브의 여러 가지 물리적 성질을 검토할 수 있게 되었다.

○ 본고에서는 개별적인 분자 상태로 단리된 단일벽 나노튜브를 시료로 사용하여 형광 및 라만 분석과 여기상태의 엑시톤의 완화거동에 대한 동력학적 연구결과를 소개하고 있다. 이러한 기초적인 연구를 통하여 밝혀진 새롭고 획기적인 물성을 파악하고 이를 토대로 한 탄소나노튜브의 획기적인 활용의 길이 열릴 것으로 사료되므로, 비록 본고가 기초적인 내용을 다루고 있기는 하나 나노기술 종사자의 일독을 권한다.

저자: Carlson, LJ; Krauss, TD; AF Carlson, Lisa J.; Krauss, Todd D.
자료유형: 학술정보