나노공정 아크방전법
페이지 정보
- 용어
- 아크방전법
- 요약
- 전압이 걸린 양극과 음극 사이에 발생한 아크 방전을 이용해 나노입자를 생성하는 방법
- 참고문헌
- - S. Zanchovych et al., Nanaotechnology, 12, 91-95 (2001)
- Y. saito, M. Maida, J. of Phys. Chem A 103, 10, 1291 (1999)
- http://drm.kist.re.kr - 분류
- 나노공정 > 나노물질제조공정
본문
아크 방전법은 새로운 나노스케일의 구조를 얻기 위해서 사용되어 왔다. 초기에는 주로 C60 이나 탄소나노튜브를 제조하는데 사용되었다. 그 이후 발전을 거듭해 나노 재료나 나노 기술이 발전하는데 크게 기여했다. Discharge assembly를 바꾸어 줌으로써 Multi-walled CNTs, Single-walled CNTs, N- 또는 B-doped CNTs, SiC 그리고 다른 반도체 나노 입자나 나노 봉, 나노 와이어를 만들 수 있었다. 양극과 음극 사이에 직류 전압이 걸리면 아크 방전에 의한 많은 양의 전자가 양극으로 이동하면서 봉과 충돌한다. 충돌에 의해 양극에 생성된 클러스터는 저온으로 되고 음극에서 응축된다. 그것은 입자 뿐만 아니라 클러스터도 포함하고 있다. 양극의 위치는 챔버 밖에서 조정이 가능하므로 아크 증발을 하는 동안 일정한 간격이 유지된다. ‘Voltage-stabilized DC power supply’가 보통 사용되며, 아크 방전법에는 20에서 40V의 전압과 50에서 100A의 전류가 사용되는 것이 일반적이다. 양극은 일반적으로 증발(evaporation)에 의해서 소비되기 때문에 전극의 간격을 유지하기 위해서 양극을 적절히 움직여 준다. 전기방전법에서 고품질의 입자를 얻기 위한 가장 중요한 요소는 챔버내의 기체압력과 인가전류인데, 챔버압력이 증가하면 입자의 수율이 증가하지만 압력이 너무 높을 경우에는 오히려 입자의 수율이 떨어진다. 또한, 전류는 안정된 플라즈마를 유지할 수 있는 범위내에서 가능하면 낮은 전류값을 갖는 것이 좋다.
분위기 가스로는 H2나 He이 사용되는데 가스의 종류에 따라 생성되는 입자의 수농도(number concentration)나 형상(morphology)이 달라진다.