나노기술 및 정책 정보

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도쿄대학(東京大學) 등 공동연구팀이 특정 단일층 탄소나노튜브(CNT)가 성장하는 흥미로운 나노 재료에 착안하여 크기가 10nm 이하의 Co-W-C 삼원계 촉매 나노 입자의 합성 및 구조 해석을 수행함. 실리콘 웨이퍼에 형성된 절연체의 이산화규소 막 위에 촉매 나노 입자를 제작함으로써 관찰용 시료 가공을 하지 않고 반응 전후의 촉매를 원자 수준에서 구조 해석하는 데 성공함. 본 연구에는 실리콘 웨이퍼 산화막(Si/SiO2)의 MEMS 가공으로 특별히 제작된 Si/SiO2 TEM 그리드가 채용됨. SiO2는 고온에서 안정적이기 때문에 기존의 TEM 그리드에서는 불가능한 촉매의 합성 반응·관찰 등의 모든 실험이 가능함. 이를 통해 고분해능 STEM 관찰과 고감도 에너지 분산형 X선 분광법(EDS)에 의한 조성 매핑을 고도로 조합하여 단층 CNT 성장이 일어나는 고온 반응의 전후를 순차적으로 관찰하는 방법이 확립됨. 본 실험을 통해 단층 CNT가 형성되기 시작한 반응 과정에 있어, 촉매가 탄화물 Co6W6C에서 금속 Co(코발트)로 상변화하고 있음을 규명함. 본 연구 성과는 ‘Science Advances’ 지에 게재됨