중국, 단일 쌍벽 탄소나노튜브 in-situ 전기학 성질 측정

탄소 나노튜브의 물리 성질은 마이크로 구조에 결정되어 단일 나노튜브의 원자 구

조 표달과 in-situ 성질 측정을 실현하고, 성질과 구조사의 대응 관계를 확립하는 것

은 나노과학과 저차원 물리 연구의 중요한 과제 중의 하나이다. 

중국과학원 물리연구소 Wang Enge 연구팀은 2002년에 처음으로 중국에서 주사탐

침현미경기술(SPM)과 투과전자현미경기술(TEM)을 결합하여 in-situ 투과전자현미

경과 물리적 성질 측정 실험 설비를 연구 제작하였다. 연구팀은 연구한 설비로 단일 

나노튜브/나노와이어 조작, 구조 표달과 물리적 성질 측정 실험을 진행하였다. 

최근 Wang Enge 연구팀은 새로 연구 제작한 in-situ 투과전자현미경 측정 설비로 

나노튜브/나노와이어 전기장 효과 트렌지스터(FET) 1개 단위의 투과전자현미경에

서의 in-situ 표달을 실현하였고 트렌지스터 재료 구조를 확정한 동시에 전자 운반 

성질의 in-situ 측정을 실현하였다. 연구팀은 베이징대학 Liu Zhongfan 연구팀과 협

력하여 단일 쌍벽 탄소 나노튜브 연구에도 위 방법을 이용하여 쌍벽 탄소 나노튜브 

전자 운반 성질과 나노튜브 키랄성 지수의 대응관계를 실험을 통하여 직접 획득하였

다. 관련 연구 성과는 J. AM. CHEM. SOC. 2009, 131, 62?63 에 수록하였다. 

단일 쌍벽 탄소 나노튜브는 두개 단일벽 탄소 나노튜브로 구성되었고 나노 광전자 

기능 복합 재료의 이상적인 구조를 실현하는 단원 부분이고 나노튜브층 사이 원자들

의 상호 작용을 연구하는 가장 간단한 물리체계라고 연구팀은 밝혔다. 탄소 나노튜

브의 전자 구조는 원자 구조의 키랄성 지수를 결정하고, 실험에서 나노튜브 물리성

질과 키랄성 지수의 일대일 관계를 측정하여 원자층에서 탄소 나노튜브의 특수 성질

을 이해하는데 도움된다. 

Wang Enge 연구팀은 중국과학원 물리연구소 Bai Xuedong 연구팀, 베이징대학 

Liu Zhongfan 연구팀과 협력하여 마이크로 가공 기술로 단일 쌍벽 나노튜브 전기장 

효과 트랜지스터를 연구 제작하여 전자 운반 측정과 투과 전자 현미경 표달 기술로 

키랄성 나노튜브 전자 운반 성질을 측정하였다. 

단일 쌍벽 탄소 나노튜브의 각 층은 가능하게 금속성(M), 가능하게 반도체성(S)일 

것이라고 연구팀은 밝혔다. 연구팀은 금속성과 반도체성의 조합 방식으로 네가지 서

로 다른 유형의 M/M, M/S, S/S, S/M 쌍벽 탄소 나노튜브를 제작하였다. 연구팀

은 in-situ 투과전자현미경 설비로 위 네 가지 단일 쌍벽 탄소 나노튜브의 전기학 성

질을 연구하였고 나노튜브 운반 성질과 키랄성 지수의 직접 대응을 실현하였다. 연

구팀은 같은 종류의 나노튜브(S/M)의 샘플에 대하여 연구를 진행하여 나노튜브 층 

사이의 거리는 쌍벽 나노튜브 운반 성질을 영향주는 주요한 원인이라고 설명하였다.

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출처 : KISTI 『글로벌동향브리핑(GTB)』 2009-03-08