캘리포니아대학교(University of California at Irvine) 연구진은 단일 벽 탄소 나노튜

브에 있는 점 결함(point defects)을 두각시키기 위해 전기화학적 방법을 고안하였

다. 고품질의 튜브는 평균 4 마이크로미터 길이당 하나의 결함을 갖는 것으로 밝혀졌

다.

 

탄소 나노튜브의 결정성이 완벽하지 않다는 것, 즉 1조 개의 화학 결합 중 하나가 제

자리에 있지 않다는 것을 증명하였다고 필립 콜린스(Philip G. Collins)는 말했다. 매

우 작은 양일지라도 이러한 결함의 존재는 전기적 성질 변화를 야기한다.

 

콜린스 연구진은 나노튜브 표면의 결함에 니켈을 성장시키기 위해 기존의 전기화학 

셀에서 선택적 전기화학 침착(electrochemical deposition) 방법을 사용하였다. 니

켈 입자는 화학적 반응성으로 인해 표면 결함 위치에 응집된다. 성장 시간에 따라 입

자는 주사 전자 현미경, 원자 힘 현미경, 다크-필드 광학 현미경(dark-field optical 

microscopy) 혹은 심지어 육안으로도 관찰될 수도 있다.

 

라만 분광학은 탄소 나노튜브에 있는 고밀도의 결함을 탐지할 수 있지만, 전자 응용

에 중요한 낮은 밀도의 결함 탐지에는 적합하지 못하다.

 

평균 결함 밀도가 4 마이크로미터당 하나이지만 개개 나노튜브는 결함 분포에 있어 

다양성을 나타낸다. 많은 나노튜브는 전체적으로 결함이 없는 1-2 마이크로미터의 

단편을 갖는 반면에 다른 것들은 응집된 많은 결함을 갖는다. 나노튜브의 굴곡진 영

역은 직선 영역보다 높은 결함 밀도를 나타낸다. 화학 증착 환경에서 작은 섭동이 결

합 생성에 영향을 미친다고 과학자들은 말한다.

 

탄소 나노튜브의 순도는 최신의 실리콘 결정만큼이나 높다고 콜린스는 말했다. 연

구 결과는 나노튜브가 논리 및 메모리 칩용의 실리콘보다 높은 순도가 요구된다는 

것을 의미한다. 결함 위치의 중요성은 화학 및 바이오 센서용의 나노튜브 회로를 완

벽하게 할 것이다.

 

연구진은 또한 단일 벽 탄소 나노튜브에 기초한 회로에서 결함을 검사하기 위해 선

택적 전기화학 침착법을 사용하였다.

 

탄소 나노튜브는 좁은 와이어이기 때문에 결함 위치 주위로 전류가 흐르지는 않는다

고 콜린스는 말했다. 단일 원자 결함의 존재는 탄소 나노튜브에 기초한 전체 회로에 

영향을 미치게 된다.

 

선택적 전기화학 침착은 재현성 있는 단일 벽 탄소 나노튜브 전자소자를 위한 유용

한 기술이 될 수 있다고 연구진은 말했다.

 

특별한 나노튜브 트랜지스터의 모든 전자 거동은 나노튜브 자체의 특성이 아니라 결

합에 기인한다는 것을 밝혀냈다고 콜린스는 말했다. 화학적 감도에 대한 유사한 실

험이 진행 중이다. 금속 점은 전자적으로 민감한 부분에 직접 위치하기 때문에 회로

의 가장 민감한 부분에 단일 센서 분자를 고정하는데 사용될 수도 있다.

 

연구진의 결과는 Nature Materials(Advance Online Publication, 

doi:10.1038/nmat1516)지에 게재되었다.

 

  정보출처   http://nanotechweb.org/articles/news/4/11/5/1  

  원문언어   영어 

  출판날짜   2005년 11월 08일 

  국      가   미국 

  주제분야   화학-기타(C50) 

  원본파일   http://techtrend.kisti.re.kr/down.jsp?

gubun=trend&down_url=/upload/attssa/Metal deposition reveals nanotube 

defects.doc