Nano-film Technology(2차원 나노구조체)

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1 Nano-film Technology(2차원 나노구조체)
박막기술의 이해와 응용이해 박막기술 관련 용어의 이해 SA, LB, LBL, CVD, Sputtering, lithography 기술의 이해 본 강의에서는 박막의 제작기법을 주로 다룬다. 박막과 나노필름은 혼용되는 경우가 많다. 교과서 6, 15장 관련(파워포인터 위주로 공부바람)

2 박막관련산업의 일례 2007 한국생산기술연구소 보고자료

3 박막이란? (thin film)

4 Nano-film

5 나노필름(Nano Films) 박막제조법 (Thin Film Deposition Techniques)
Spin coating (회전력에 의한 물질 코팅) Thermal evaporation (5) Molecular beam epitaxy –(초진공 분자 결정형 성장,증착, flash 파일참조) Sputtering(6) Chemical Vapor Deposition(7) Electrochemical Methods Self Assembly(1) LB-film(2) Layer-by-Layer (LbL) process(3) Lithography techniques (Soft lithography, 4) 분자성 나노박막 관능기의 배향의 조절이 분자수준에서 가능한 막 숫자는 수업진행 순서입니다.

6 자기조립과 자기인식

7 분자간 상호작용력의 종류

8 Crystal의 자기인식

9 결정화를 이용한 고순도 분리산업 키랄물질의 분리를 위하여 자기조립 현상을 이용 가능하다.

10 Self-Assembled monolayer란 무엇인가?
특정 표면위에 특정 관능성 기가 외부의 힘 없이 배열됨(자기조립)을 의미하며, 그 결과 단분자 수준의 막이 형성될 때 SAM(self-assembled monolayer)라 한다. A schematic of SAM (n-alkanethiol CH3(CH2)nSH molecules) formation on a metallic surface. The self-assembly process. An n-alkane thiol is added to an ethanol solution (0.001 M). A gold (111) surface is immersed in the solution and the self-assembled structure rapidly evolves. A properly assembled monolayer on gold (111) typically exhibits a lattice. 일반적으로 Chemisorption이라고 불린다. 다른 예로 Si표면에 Silane(SiH4)이 assembly하는 것도 이 범주에 속한다.

11 SAM막의 특성 Undecanthiol (CH3(CH2)10SH) 의 Au(111) 표면에의 self-assembly 표면은 포화탄화 수소로 되어 있어 부식이 방지되며, 소수성이 된다. 따라서, 포화탄화수소를 다른 관능기로 대체하면 서로 다른 화학적 특성 금속 혹은 실리콘 표면이 가지게 할 수 있다. SAM으로는 다층박막을 만들기가 어렵다는 단점이 있다.

12 NP의 자기조직화 및 자기조직화 개념 Movie 파일: 자기조직화 과정에는 자기인식이 포함되어 있다.(glass sphere파일)

13 자기조직화 박막의 표면구조

14 Langmuir-Blodgett film
LB법은 계면활성제를 수면에 분산하고, 이 분자를 압축하여, 기판의 표면에 이동시키는 과정으로 구성.

15 물과 기름은 어떤관계? Seawater Freshwater Different color from center 기름은 물위에 뜨는가?

16 양친매성 물질(계면활성제)의 특성

17 LB film 의 특성

18 LB film 의 중요성

19 LB film 제작장치

20 LB film 제작과정

21 LB film deposition

22 (표면압)-A(분자면적) isotherm
분자의 밀도조절법 (표면압)-A(분자면적) isotherm 표면압센서 barrier의 위치에 따라 -A 특성이 달라진다. 적층된 박막의 밀도 조정이 가능하다.

23 (표면압)-A(분자면적) isotherm: animation

24 LB film 제조방법

25 LB film 제조방법:Detail1

26 LB film 제조방법:Detail2

27 LB film 제조방법:Detail3

28 LB film 제조방법:Detail4 밀도 부적당

29 glass, silicon, polystyrene, etc
Layer-by-Layer (LBL) Assembly 순차적층법: 정전기적 인력, 수소결합, 소수성 상호결합 등을 이용하고, 용액을 바꾸어 줌으로서 연속적으로 막을 형성하는 방법 substrates Rinse polymer polymer glass, silicon, polystyrene, etc Rinse electrostatic, hydrogen bonding, hydrophobic interactions

30 LBL Assembly:example 정전기적 상호작용에 의한 박막의 형성법
고분자 상태의 이온을 정전기적 인력을 이용하여 연속적으로 누적하여 다층 박막 구조를 만듬.

31 Movie: LBL Process