グラフェンとナノ構造体との複合構造体及びその製造方法
【課題】 グラフェンとナノ構造体との複合構造体及びその製造方法を提供する。
【解決手段】 複合構造体１００は、グラフェン１２０と、該グラフェン上に形成され、実質的に１次元形状を持つ少なくとも一つのナノ構造体１１０とを備える。
【解決手段】 複合構造体１００は、グラフェン１２０と、該グラフェン上に形成され、実質的に１次元形状を持つ少なくとも一つのナノ構造体１１０とを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
グラフェンとナノ構造体との複合構造体に係り、具体的に、２次元形状のグラフェンと１次元形状のナノ構造体との複合構造体及びこれを製造する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
炭素ナノチューブが１９９０年代以後から注目されてきているが、最近には板状構造のグラフェンが多く注目されている。グラフェンは、炭素原子が２次元的に配列された数ｎｍ厚さの薄膜物質であって、その内部で電荷がゼロ有効質量粒子として作用するため、非常に高い電気伝導度を持ち、また高い熱伝導度、弾性などを持つ。したがって、グラフェンが研究された以後にグラフェンについての多くの特性研究が進んでおり、また多様な応用分野も研究されている。これらのグラフェンは、高い電気伝導度及び弾性特性により透明かつフレキシブルな素子に好適に適用できる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明は、２次元形状のグラフェンと１次元形状のナノ構造体との複合構造体及びこれを製造する方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の一側面において、グラフェンと、前記グラフェン上に形成され、１次元形状を持つ少なくとも一つのナノ構造体と、を備える複合構造体が提供される。
【０００５】
前記少なくとも一つのナノ構造体は前記グラフェンと電気的に連結されるように形成されて、前記グラフェンに対して実質的に垂直にまたは傾いて配される。
【０００６】
前記ナノ構造体は、ナノワイヤー、ナノチューブ、ナノロッド、またはこれらの組み合わせを含む。
【０００７】
前記ナノ構造体は、ＩＶ族半導体、ＩＩＩ−Ｖ族半導体、ＩＩ−ＶＩ族半導体、ＩＶ−ＶＩ族半導体、ＩＶ−Ｖ−ＶＩ族半導体、酸化物半導体、窒化物半導体、金属、及びこれらの組み合わせからなる群から選択された物質からなる。
【０００８】
前記ナノ構造体は、半径方向によるヘテロ構造、及び長手方向によるヘテロ構造のうちの少なくとも一方を有しうる。この場合、前記ナノ構造体は、導電性不純物でドーピングされうる。
【０００９】
前記複合構造体は、前記グラフェンが設けられる基板をさらに備えていてもよい。
【００１０】
本発明の他の側面において、互いに離隔して配される第１及び第２グラフェンと、前記第１グラフェンと前記第２グラフェンとの間に形成され、１次元形状を持つ少なくとも一つのナノ構造体と、を備える複合構造体が提供される。
【００１１】
前記少なくとも一つのグラフェンは、前記第１及び２グラフェンと電気的に連結されるように形成され、前記第１及び第２グラフェンに対して垂直にまたは傾いて配される。前記ナノ構造体の間に残された空間において、前記第１グラフェンと前記第２グラフェンとの間に絶縁材料が充填されていてもよい。
【００１２】
本発明のさらに他の側面において、基板を用意する工程と、前記基板上にグラフェンを配置する工程と、前記グラフェン上に１次元形状を持つ少なくとも一つのナノ構造体を成長形成させる工程と、を含む複合構造体の製造方法が提供される。
【００１３】
前記少なくとも一つのナノ構造体は、前記基板に対して垂直にまたは傾いて成長形成される。この場合、前記基板を用意した後、前記基板を表面処理する工程をさらに含んでもよい。
【００１４】
前記グラフェンを配置した後、前記グラフェン上に触媒金属層を形成する工程を含んでもよい。この場合、前記少なくとも一つのナノ構造体は、前記触媒金属層から成長形成される。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、高い電気伝導度を持つ２次元形状のグラフェンに１次元形状のナノ構造体が結合された３次元形状の複合構造体を具現でき、かかる複合構造体は、論理素子、メモリ素子、フレキシブル及びストレッチャブル素子などの多様な分野に応用できる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施形態によるグラフェンとナノ構造体との複合構造体を図示した斜視図である。
【図２】図１に図示されたナノ構造体の変形例を図示した図である。
【図３】図１に図示されたナノ構造体の他の変形例を図示した図である。
【図４】本発明の他の実施形態によるグラフェンとナノ構造体との複合構造体を図示した斜視図である。
【図５】本発明の他の実施形態によるグラフェンとナノ構造体との複合構造体を図示した斜視図である。
【図６】本発明の他の実施形態によるグラフェンとナノ構造体との複合構造体の製造方法を説明するための図である。
【図７】本発明の他の実施形態によるグラフェンとナノ構造体との複合構造体の製造方法を説明するための図である。
【図８】本発明の他の実施形態によるグラフェンとナノ構造体との複合構造体の製造方法を説明するための図である。
【図９】本発明の他の実施形態によるグラフェンとナノ構造体との複合構造体の製造方法を説明するための図である。
【図１０】本発明の他の実施形態によるグラフェンとナノ構造体との複合構造体の製造方法を説明するための図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、添付した図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。図面で同じ参照符号は同じ構成要素を称し、各構成要素のサイズや厚さは説明の明瞭性のために誇張していることがある。
【００１８】
図１は、本発明の実施形態によるグラフェンとナノ構造体との複合構造体を図示した斜視図である。図１を参照すれば、本実施形態による複合構造体１００は、グラフェン１２０と、グラフェン１２０上に形成されるナノ構造体１１０とを備える。グラフェン１２０は、炭素原子が２次元的に配列された数ｎｍ厚さの薄膜物質であって、板状構造を持っている。このようなグラフェン１２０は、その内部で電荷がゼロ有効質量粒子として作用するため、非常に高い電気伝導度を持ち、それ以外にも弾性、高い熱伝導度などを持つ。これらのグラフェン１２０は、後述するように基板（図８の５３０、図１０の６３０）上に設けられてもよい。
【００１９】
グラフェン１２０上に形成されるナノ構造体１１０は実質的に１次元形状を持つものであって、例えば、ナノワイヤー、ナノロッドまたはナノチューブなどでありうる。このような１次元形状のナノ構造体１１０はグラフェン１２０と電気的に連結されるように形成され、グラフェン１２０に対して実質的に垂直にまたは所定の角度で傾いて配されうる。１次元形状のナノ構造体１１０は多様な物質からなりうる。例えば、ナノ構造体１１０は、Ｃ、Ｓｉ、ＧｅなどのＩＶ族半導体、ＩＩＩ−Ｖ族半導体、ＩＩ−ＶＩ族半導体、ＩＶ−ＶＩ族半導体またはＩＶ−Ｖ−ＶＩ族半導体などからなり、それ以外にもＺｎＯなどの酸化物半導体、窒化物半導体または金属からなりうる。しかし、これに限定されるものではなく、それ以外にも多様な物質からなりうる。一方、ナノ構造体１１０は、相異なる成分を持つ物質が結合された異種（ヘテロ）構造、例えば、半径方向によるヘテロ構造または長手方向によるヘテロ構造を持つことができる。
【００２０】
図２は、図１に図示されたナノ構造体の変形例を図示した図である。図２には、半径方向によるヘテロ構造を持つナノ構造体１１１が図示されている。図２を参照すれば、ナノ構造体１１１は、コア部１１１ａと、コア部１１１ａを取り囲むように形成されるシェル部１１１ｂとを備える。ここで、コア部１１１ａ及びシェル部１１１ｂは、例えば、ＩＶ族半導体、ＩＩＩ−Ｖ族半導体、ＩＩ−ＶＩ族半導体、ＩＶ−ＶＩ族半導体またはＩＶ−Ｖ−ＶＩ族半導体、酸化物半導体、窒化物半導体または金属からなりうる。しかし、これに限定されるものではなく、それ以外にも多様な物質からなりうる。そして、コア部１１１ａ及びシェル部１１１ｂは、例えば、ｐ型またはｎ型物質を含む導電性不純物でドーピングされてもよい。
【００２１】
図３は、図１に図示されたナノ構造体の他の変形例を図示した図である。図３には、長手方向によるヘテロ構造を持つナノ構造体１１２が図示されている。図３を参照すれば、前記ナノ構造体１１２は線形の第１及び第２ナノ構造体１１２ａ、１１２ｂを備える。ここで、第１及び第２ナノ構造体１１２ａ、１１２ｂは、前述したように、例えば、ＩＶ族半導体、ＩＩＩ−Ｖ族半導体、ＩＩ−ＶＩ族半導体、ＩＶ−ＶＩ族半導体またはＩＶ−Ｖ−ＶＩ族半導体、酸化物半導体、窒化物半導体または金属からなりうる。そして、第１及び第２ナノ構造体１１２ａ、１１２ｂは、例えば、ｐ型またはｎ型物質を含む導電性不純物でドーピングされてもよい。
【００２２】
本実施形態では、複合構造体１００が、実質的に２次元形状のグラフェン１２０と、このグラフェン上に設けられる実質的に１次元形状のナノ構造体１１０とを備える。このような複合構造体１００では、高い電気伝導性を持つグラフェン１２０を通じて伝えられた電荷が、１次元形状のナノ構造体１１０に沿って移動するか、またはナノ構造体１１０を通じて伝えられた電荷がグラフェン１２０を通じて速く移動できる。したがって、これらのグラフェン１２０とナノ構造体１１０との複合構造体１００は、論理素子、メモリ素子、スーパーキャパシタ、センサー、光素子、エネルギー素子、透明ディスプレイ素子などのように多様な分野に応用できる。また、フレキシブルで強度の高いグラフェン１２０がナノワイヤーなどのナノ構造体１１０と結合することによって製作された複合構造体１００は、フレキシブルでストレッチャブル（伸縮可能）な素子を具現するのに有効に適用されうる。
【００２３】
図４は、本発明の他の実施形態によるグラフェンとナノ構造体との複合構造体を図示した図である。以下では、前述した実施形態と異なる点を中心に説明する。図４を参照すれば、本実施形態による複合構造体３００は、グラフェン３２０と、グラフェン３２０上に形成される複数のナノ構造体３１０とを備える。図４には、３個のナノ構造体３１０がグラフェン３２０上に形成される場合が図示されているが、これに限定されず、グラフェン３２０上に２個または４個以上のナノ構造体３１０が形成されてもよい。ナノ構造体３１０それぞれは実質的に１次元形状を持ち、例えば、ナノワイヤー、ナノロッドまたはナノチューブなどでありうる。これらのナノ構造体３１０は、グラフェンと電気的に連結されるように形成され、グラフェン３２０に対して垂直にまたは所定の角度で傾いて配されうる。
【００２４】
ナノ構造体３１０は、前述したように、例えば、ＩＶ族半導体、ＩＩＩ−Ｖ族半導体、ＩＩ−ＶＩ族半導体、ＩＶ−ＶＩ族半導体またはＩＶ−Ｖ−ＶＩ族半導体などからなり、それ以外にも、ＺｎＯなどの酸化物半導体、窒化物半導体または金属からなりうる。しかし、これに限定されるものではなく、それ以外にも多様な物質からなりうる。一方、ナノ構造体３１０は相異なる成分を持つ物質が結合されたヘテロ構造、例えば、半径方向によるヘテロ構造または長手方向によるヘテロ構造を持つことができる。この場合、ナノ構造体３１０は導電性不純物でドーピングされうる。
【００２５】
図５は、本発明の他の実施形態によるグラフェンとナノ構造体との複合構造体を図示した図である。以下では、前述した実施形態と異なる点を中心に説明する。図５を参照すれば、本実施形態による複合構造体４００は、互いに離隔して配される第１及び第２グラフェン４２１、４２２と、第１及び第２グラフェン４２１、４２２の間に形成される複数のナノ構造体４１０とを備える。一方、第１及び第２グラフェン４２１、４２２の間に形成されるナノ構造体４１０の数は多様に変形され、第１及び第２グラフェン４２１、４２２の間に一つのナノ構造体４１０が形成されてもよい。
【００２６】
ナノ構造体４１０それぞれは実質的に１次元形状を持ち、例えば、ナノワイヤー、ナノロッドまたはナノチューブなどでありうる。これらのナノ構造体４１０それぞれは、第１及び第２グラフェン４２１、４２２と電気的に連結されるように形成され、第１及び第２グラフェン４２１、４２２に対して垂直にまたは所定の角度で傾いて配されうる。ナノ構造体４１０は互いに離隔して配され、これらのナノ構造体４１０の間には、例えば、絶縁物質などの充填物質（図示せず）で充填されうる。しかし、ナノ構造体４１０の間に充填物質が充填されなくてもよい。
【００２７】
ナノ構造体４１０は、前述したように、例えば、ＩＶ族半導体、ＩＩＩ−Ｖ族半導体、ＩＩ−ＶＩ族半導体、ＩＶ−ＶＩ族半導体またはＩＶ−Ｖ−ＶＩ族半導体などからなり、それ以外にも、ＺｎＯなどの酸化物半導体、窒化物半導体または金属からなりうる。しかし、これに限定されるものではなく、それ以外にも多様な物質からなりうる。一方、ナノ構造体４１０は、相異なる成分を持つ物質が結合されたヘテロ構造、例えば、半径方向によるヘテロ構造または長手方向によるヘテロ構造を持つことができる。この場合、ナノ構造体４１０は導電性不純物でドーピングされうる。
【００２８】
本実施形態による複合構造体４００では、少なくとも一つのナノ構造体４１０の両端に第１及び第２グラフェン４２１、４２２が設けられる。複合構造体４００は、多様な分野にフレキシブルでストレッチャブルな透明素子として有効に適用されうる。
【００２９】
図６ないし図８は、本発明の他の実施形態によるグラフェンとナノ構造体との複合構造体を製造する方法を説明する図である。図６を参照すれば、まず基板５３０を用意する。基板５３０には、例えば、シリコン基板またはガラス基板が使われうるが、これに限定されず、多様な材質の基板が使われうる。次いで、基板５３０の上面にグラフェン５２０を形成する。前記グラフェン５２０は、炭素原子が２次元的に配列された数ｎｍ厚さの薄膜物質であって、板状構造を持っている。
【００３０】
図７を参照すれば、グラフェン５２０の上面に金属触媒層５４０を形成する。このような金属触媒層５４０は、後述する実質的に１次元形状のナノ構造体５１０を成長させるためのシード層の役割を果たす。したがって、金属触媒層５４０をなす物質は、成長させようとするナノ構造体５１０の物質により定められる。一方、金属触媒層５４０を形成した後、この金属触媒層５４０をパターニングする工程がさらに含まれうる。このように、金属触媒層５４０をパターニングすれば、成長するナノ構造体５１０の密度及びサイズなどを調節できる。
【００３１】
図８を参照すれば、金属触媒層５４０から実質的に１次元形状のナノ構造体５１０を成長させる。ナノ構造体５１０は、ナノワイヤー、ナノチューブまたはナノロッドなどでありうる。これらのナノ構造体５１０の成長は、化学気相成長法（ＣＶＤ；Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）などの乾式法、または所定溶液中でナノ構造体５１０を成長させる湿式法により行われうる。このような成長工程を通じて、グラフェン５２０上に実質的に１次元形状のナノ構造体５１０が形成されることによって、グラフェン５２０とナノ構造体５１０との複合構造体が完成される。ここで、ナノ構造体５１０は基板５３０に対して垂直にまたは所定の角度で傾いて形成されうる。そして、金属触媒層５４０から成長するナノ構造体５１０の数は多様な変形が可能である。金属触媒層５４０がナノ構造体５１０に完全に組み込まれる場合には、グラフェン５２０上に金属触媒層５４０が残らなくなる。一方、ナノ構造体５１０に組み込まれていない金属触媒層がある場合には、この金属触媒層５４０は後続工程により除去されうる。
【００３２】
ナノ構造体５１０は、Ｃ、Ｓｉ、ＧｅなどのＩＶ族半導体、ＩＩＩ−Ｖ族半導体、ＩＩ−ＶＩ族半導体、ＩＶ−ＶＩ族半導体またはＩＶ−Ｖ−ＶＩ族半導体などからなり、それ以外にもＺｎＯなどの酸化物半導体、窒化物半導体または金属からなりうる。しかし、これに限定されるものではなく、それ以外にも多様な物質からなりうる。ナノ構造体５１０は、同じ物質からなる同種構造だけでなく、相異なる物質が結合されたヘテロ構造を持つように形成されうる。例えば、ナノ構造体５１０は、半径方向によるヘテロ構造または長手方向によるヘテロ構造を持つように形成されうる。このようなヘテロ構造を持つナノ構造体５１０も、前述したように、例えば、ＩＶ族半導体、ＩＩＩ−Ｖ族半導体、ＩＩ−ＶＩ族半導体、ＩＶ−ＶＩ族半導体またはＩＶ−Ｖ−ＶＩ族半導体、酸化物半導体、窒化物半導体または金属からなりうる。そして、この場合、ナノ構造体５１０は導電性不純物でドーピングされうる。
【００３３】
一方、以後の工程で、図８に図示された結果物から基板５３０は除去されうる。しかし、基板５３０を除去せずに複合構造体を構成してもよい。そして、図８に図示されたナノ構造体５１０の上端面にグラフェン（図示せず）をさらに付着させれば、図５に図示された第１及び第２グラフェン４２１、４２２とナノ構造体４１０とで構成された複合構造体４００を形成できる。
【００３４】
図９ないし図１０は、本発明の他の実施形態によるグラフェンとナノ構造体との複合構造体を製造する方法を説明する図である。
【００３５】
図９を参照すれば、まず基板６３０を用意する。基板６３０としては、例えば、シリコン基板、ゲルマニウム基板、ガラス基板またはプラスチック基板などが使われうる。しかし、これに限定されるものではない。そして、基板６３０を表面処理する工程がさらに行われうる。このような表面処理工程により、基板６３０の上面には後述するナノ構造体６１０の成長のためのシード層（図示せず）が形成されうる。例えば、基板６３０がシリコン基板である場合には、基板６３０を表面処理すれば、基板６３０の上面には、シリコンナノ構造体の形成のためのシード層が形成されうる。そして、基板６３０がゲルマニウム基板である場合には、基板６３０を表面処理すれば、基板６３０の上面には、ゲルマニウムナノ構造体の形成のためのシード層が形成されうる。一方、基板６３０を表面処理しない場合にも、ナノ構造体の形成が可能である。例えば、基板６３０がガラス基板またはプラスチック基板である場合には、基板６３０の表面処理なしに基板６３０上に、例えば、ＺｎＯナノ構造体を成長させることができる。次いで、基板６３０の上面にグラフェン６２０を形成する。
【００３６】
図１０を参照すれば、基板６３０から１次元形状のナノ構造体６１０を成長させる。ここで、ナノ構造体６１０は、ナノワイヤー、ナノチューブまたはナノロッドなどを含むことができる。これらのナノ構造体６１０の成長は、前述したように乾式法または湿式法により行われうる。このような成長工程を通じて、グラフェン上に実質的に１次元形状のナノ構造体６１０が形成されることによって、グラフェン６２０とナノ構造体６１０との複合構造体が完成される。ここで、ナノ構造体６１０は、基板６３０に対して垂直にまたは所定の角度で傾いて形成されうる。そして、基板６３０から成長するナノ構造体６１０の数は多様に変形される。
【００３７】
ナノ構造体６１０は、例えば、ＩＶ族半導体、ＩＩＩ−Ｖ族半導体、ＩＩ−ＶＩ族半導体、ＩＶ−ＶＩ族半導体またはＩＶ−Ｖ−ＶＩ族半導体などからなり、それ以外にもＺｎＯなどの酸化物半導体、窒化物半導体または金属からなりうる。しかし、これに限定されるものではなく、それ以外にも多様な物質からなりうる。一方、ナノ構造体６１０は、同じ物質からなる同種構造だけでなく、相異なる物質が結合されたヘテロ構造を持つように形成されうる。例えば、ナノ構造体６１０は、半径方向によるヘテロ構造または長手方向によるヘテロ構造を持つように形成されうる。そして、この場合、ナノ構造体６１０は導電性不純物でドーピングされうる。
【００３８】
一方、以後の工程で、図１０に図示された結果物から基板６３０は除去されうる。しかし、基板６３０を除去せずに複合構造体を構成してもよい。そして、図１０に図示されたナノ構造体６１０の上端面にグラフェン（図示せず）をさらに付着させれば、図５に図示された第１及び第２グラフェン４２１、４２２とナノ構造体４１０とで構成された複合構造体４００を形成できる。
【００３９】
以上で本発明の実施形態が説明されたが、これは例示的なものに過ぎず、当業者ならば、これより多様な変形及び均等な他の実施形態が可能であるという点を理解できるであろう。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
本発明は、グラフェンとナノ構造体との複合構造体関連の技術分野に好適に用いられる。
【符号の説明】
【００４１】
１００ 複合構造体
１１０、１１１、１１２ ナノ構造体
１２０ グラフェン
３００、４００ 複合構造体
３１０、４１０ ナノ構造体
３２０、４２１、４２２ グラフェン
３００、４００ 複合構造体
５１０、６１０ ナノ構造体
５２０、６２０ グラフェン
５３０、６３０ 基板
５４０ 触媒金属層
【技術分野】
【０００１】
グラフェンとナノ構造体との複合構造体に係り、具体的に、２次元形状のグラフェンと１次元形状のナノ構造体との複合構造体及びこれを製造する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
炭素ナノチューブが１９９０年代以後から注目されてきているが、最近には板状構造のグラフェンが多く注目されている。グラフェンは、炭素原子が２次元的に配列された数ｎｍ厚さの薄膜物質であって、その内部で電荷がゼロ有効質量粒子として作用するため、非常に高い電気伝導度を持ち、また高い熱伝導度、弾性などを持つ。したがって、グラフェンが研究された以後にグラフェンについての多くの特性研究が進んでおり、また多様な応用分野も研究されている。これらのグラフェンは、高い電気伝導度及び弾性特性により透明かつフレキシブルな素子に好適に適用できる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明は、２次元形状のグラフェンと１次元形状のナノ構造体との複合構造体及びこれを製造する方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の一側面において、グラフェンと、前記グラフェン上に形成され、１次元形状を持つ少なくとも一つのナノ構造体と、を備える複合構造体が提供される。
【０００５】
前記少なくとも一つのナノ構造体は前記グラフェンと電気的に連結されるように形成されて、前記グラフェンに対して実質的に垂直にまたは傾いて配される。
【０００６】
前記ナノ構造体は、ナノワイヤー、ナノチューブ、ナノロッド、またはこれらの組み合わせを含む。
【０００７】
前記ナノ構造体は、ＩＶ族半導体、ＩＩＩ−Ｖ族半導体、ＩＩ−ＶＩ族半導体、ＩＶ−ＶＩ族半導体、ＩＶ−Ｖ−ＶＩ族半導体、酸化物半導体、窒化物半導体、金属、及びこれらの組み合わせからなる群から選択された物質からなる。
【０００８】
前記ナノ構造体は、半径方向によるヘテロ構造、及び長手方向によるヘテロ構造のうちの少なくとも一方を有しうる。この場合、前記ナノ構造体は、導電性不純物でドーピングされうる。
【０００９】
前記複合構造体は、前記グラフェンが設けられる基板をさらに備えていてもよい。
【００１０】
本発明の他の側面において、互いに離隔して配される第１及び第２グラフェンと、前記第１グラフェンと前記第２グラフェンとの間に形成され、１次元形状を持つ少なくとも一つのナノ構造体と、を備える複合構造体が提供される。
【００１１】
前記少なくとも一つのグラフェンは、前記第１及び２グラフェンと電気的に連結されるように形成され、前記第１及び第２グラフェンに対して垂直にまたは傾いて配される。前記ナノ構造体の間に残された空間において、前記第１グラフェンと前記第２グラフェンとの間に絶縁材料が充填されていてもよい。
【００１２】
本発明のさらに他の側面において、基板を用意する工程と、前記基板上にグラフェンを配置する工程と、前記グラフェン上に１次元形状を持つ少なくとも一つのナノ構造体を成長形成させる工程と、を含む複合構造体の製造方法が提供される。
【００１３】
前記少なくとも一つのナノ構造体は、前記基板に対して垂直にまたは傾いて成長形成される。この場合、前記基板を用意した後、前記基板を表面処理する工程をさらに含んでもよい。
【００１４】
前記グラフェンを配置した後、前記グラフェン上に触媒金属層を形成する工程を含んでもよい。この場合、前記少なくとも一つのナノ構造体は、前記触媒金属層から成長形成される。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、高い電気伝導度を持つ２次元形状のグラフェンに１次元形状のナノ構造体が結合された３次元形状の複合構造体を具現でき、かかる複合構造体は、論理素子、メモリ素子、フレキシブル及びストレッチャブル素子などの多様な分野に応用できる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施形態によるグラフェンとナノ構造体との複合構造体を図示した斜視図である。
【図２】図１に図示されたナノ構造体の変形例を図示した図である。
【図３】図１に図示されたナノ構造体の他の変形例を図示した図である。
【図４】本発明の他の実施形態によるグラフェンとナノ構造体との複合構造体を図示した斜視図である。
【図５】本発明の他の実施形態によるグラフェンとナノ構造体との複合構造体を図示した斜視図である。
【図６】本発明の他の実施形態によるグラフェンとナノ構造体との複合構造体の製造方法を説明するための図である。
【図７】本発明の他の実施形態によるグラフェンとナノ構造体との複合構造体の製造方法を説明するための図である。
【図８】本発明の他の実施形態によるグラフェンとナノ構造体との複合構造体の製造方法を説明するための図である。
【図９】本発明の他の実施形態によるグラフェンとナノ構造体との複合構造体の製造方法を説明するための図である。
【図１０】本発明の他の実施形態によるグラフェンとナノ構造体との複合構造体の製造方法を説明するための図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、添付した図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。図面で同じ参照符号は同じ構成要素を称し、各構成要素のサイズや厚さは説明の明瞭性のために誇張していることがある。
【００１８】
図１は、本発明の実施形態によるグラフェンとナノ構造体との複合構造体を図示した斜視図である。図１を参照すれば、本実施形態による複合構造体１００は、グラフェン１２０と、グラフェン１２０上に形成されるナノ構造体１１０とを備える。グラフェン１２０は、炭素原子が２次元的に配列された数ｎｍ厚さの薄膜物質であって、板状構造を持っている。このようなグラフェン１２０は、その内部で電荷がゼロ有効質量粒子として作用するため、非常に高い電気伝導度を持ち、それ以外にも弾性、高い熱伝導度などを持つ。これらのグラフェン１２０は、後述するように基板（図８の５３０、図１０の６３０）上に設けられてもよい。
【００１９】
グラフェン１２０上に形成されるナノ構造体１１０は実質的に１次元形状を持つものであって、例えば、ナノワイヤー、ナノロッドまたはナノチューブなどでありうる。このような１次元形状のナノ構造体１１０はグラフェン１２０と電気的に連結されるように形成され、グラフェン１２０に対して実質的に垂直にまたは所定の角度で傾いて配されうる。１次元形状のナノ構造体１１０は多様な物質からなりうる。例えば、ナノ構造体１１０は、Ｃ、Ｓｉ、ＧｅなどのＩＶ族半導体、ＩＩＩ−Ｖ族半導体、ＩＩ−ＶＩ族半導体、ＩＶ−ＶＩ族半導体またはＩＶ−Ｖ−ＶＩ族半導体などからなり、それ以外にもＺｎＯなどの酸化物半導体、窒化物半導体または金属からなりうる。しかし、これに限定されるものではなく、それ以外にも多様な物質からなりうる。一方、ナノ構造体１１０は、相異なる成分を持つ物質が結合された異種（ヘテロ）構造、例えば、半径方向によるヘテロ構造または長手方向によるヘテロ構造を持つことができる。
【００２０】
図２は、図１に図示されたナノ構造体の変形例を図示した図である。図２には、半径方向によるヘテロ構造を持つナノ構造体１１１が図示されている。図２を参照すれば、ナノ構造体１１１は、コア部１１１ａと、コア部１１１ａを取り囲むように形成されるシェル部１１１ｂとを備える。ここで、コア部１１１ａ及びシェル部１１１ｂは、例えば、ＩＶ族半導体、ＩＩＩ−Ｖ族半導体、ＩＩ−ＶＩ族半導体、ＩＶ−ＶＩ族半導体またはＩＶ−Ｖ−ＶＩ族半導体、酸化物半導体、窒化物半導体または金属からなりうる。しかし、これに限定されるものではなく、それ以外にも多様な物質からなりうる。そして、コア部１１１ａ及びシェル部１１１ｂは、例えば、ｐ型またはｎ型物質を含む導電性不純物でドーピングされてもよい。
【００２１】
図３は、図１に図示されたナノ構造体の他の変形例を図示した図である。図３には、長手方向によるヘテロ構造を持つナノ構造体１１２が図示されている。図３を参照すれば、前記ナノ構造体１１２は線形の第１及び第２ナノ構造体１１２ａ、１１２ｂを備える。ここで、第１及び第２ナノ構造体１１２ａ、１１２ｂは、前述したように、例えば、ＩＶ族半導体、ＩＩＩ−Ｖ族半導体、ＩＩ−ＶＩ族半導体、ＩＶ−ＶＩ族半導体またはＩＶ−Ｖ−ＶＩ族半導体、酸化物半導体、窒化物半導体または金属からなりうる。そして、第１及び第２ナノ構造体１１２ａ、１１２ｂは、例えば、ｐ型またはｎ型物質を含む導電性不純物でドーピングされてもよい。
【００２２】
本実施形態では、複合構造体１００が、実質的に２次元形状のグラフェン１２０と、このグラフェン上に設けられる実質的に１次元形状のナノ構造体１１０とを備える。このような複合構造体１００では、高い電気伝導性を持つグラフェン１２０を通じて伝えられた電荷が、１次元形状のナノ構造体１１０に沿って移動するか、またはナノ構造体１１０を通じて伝えられた電荷がグラフェン１２０を通じて速く移動できる。したがって、これらのグラフェン１２０とナノ構造体１１０との複合構造体１００は、論理素子、メモリ素子、スーパーキャパシタ、センサー、光素子、エネルギー素子、透明ディスプレイ素子などのように多様な分野に応用できる。また、フレキシブルで強度の高いグラフェン１２０がナノワイヤーなどのナノ構造体１１０と結合することによって製作された複合構造体１００は、フレキシブルでストレッチャブル（伸縮可能）な素子を具現するのに有効に適用されうる。
【００２３】
図４は、本発明の他の実施形態によるグラフェンとナノ構造体との複合構造体を図示した図である。以下では、前述した実施形態と異なる点を中心に説明する。図４を参照すれば、本実施形態による複合構造体３００は、グラフェン３２０と、グラフェン３２０上に形成される複数のナノ構造体３１０とを備える。図４には、３個のナノ構造体３１０がグラフェン３２０上に形成される場合が図示されているが、これに限定されず、グラフェン３２０上に２個または４個以上のナノ構造体３１０が形成されてもよい。ナノ構造体３１０それぞれは実質的に１次元形状を持ち、例えば、ナノワイヤー、ナノロッドまたはナノチューブなどでありうる。これらのナノ構造体３１０は、グラフェンと電気的に連結されるように形成され、グラフェン３２０に対して垂直にまたは所定の角度で傾いて配されうる。
【００２４】
ナノ構造体３１０は、前述したように、例えば、ＩＶ族半導体、ＩＩＩ−Ｖ族半導体、ＩＩ−ＶＩ族半導体、ＩＶ−ＶＩ族半導体またはＩＶ−Ｖ−ＶＩ族半導体などからなり、それ以外にも、ＺｎＯなどの酸化物半導体、窒化物半導体または金属からなりうる。しかし、これに限定されるものではなく、それ以外にも多様な物質からなりうる。一方、ナノ構造体３１０は相異なる成分を持つ物質が結合されたヘテロ構造、例えば、半径方向によるヘテロ構造または長手方向によるヘテロ構造を持つことができる。この場合、ナノ構造体３１０は導電性不純物でドーピングされうる。
【００２５】
図５は、本発明の他の実施形態によるグラフェンとナノ構造体との複合構造体を図示した図である。以下では、前述した実施形態と異なる点を中心に説明する。図５を参照すれば、本実施形態による複合構造体４００は、互いに離隔して配される第１及び第２グラフェン４２１、４２２と、第１及び第２グラフェン４２１、４２２の間に形成される複数のナノ構造体４１０とを備える。一方、第１及び第２グラフェン４２１、４２２の間に形成されるナノ構造体４１０の数は多様に変形され、第１及び第２グラフェン４２１、４２２の間に一つのナノ構造体４１０が形成されてもよい。
【００２６】
ナノ構造体４１０それぞれは実質的に１次元形状を持ち、例えば、ナノワイヤー、ナノロッドまたはナノチューブなどでありうる。これらのナノ構造体４１０それぞれは、第１及び第２グラフェン４２１、４２２と電気的に連結されるように形成され、第１及び第２グラフェン４２１、４２２に対して垂直にまたは所定の角度で傾いて配されうる。ナノ構造体４１０は互いに離隔して配され、これらのナノ構造体４１０の間には、例えば、絶縁物質などの充填物質（図示せず）で充填されうる。しかし、ナノ構造体４１０の間に充填物質が充填されなくてもよい。
【００２７】
ナノ構造体４１０は、前述したように、例えば、ＩＶ族半導体、ＩＩＩ−Ｖ族半導体、ＩＩ−ＶＩ族半導体、ＩＶ−ＶＩ族半導体またはＩＶ−Ｖ−ＶＩ族半導体などからなり、それ以外にも、ＺｎＯなどの酸化物半導体、窒化物半導体または金属からなりうる。しかし、これに限定されるものではなく、それ以外にも多様な物質からなりうる。一方、ナノ構造体４１０は、相異なる成分を持つ物質が結合されたヘテロ構造、例えば、半径方向によるヘテロ構造または長手方向によるヘテロ構造を持つことができる。この場合、ナノ構造体４１０は導電性不純物でドーピングされうる。
【００２８】
本実施形態による複合構造体４００では、少なくとも一つのナノ構造体４１０の両端に第１及び第２グラフェン４２１、４２２が設けられる。複合構造体４００は、多様な分野にフレキシブルでストレッチャブルな透明素子として有効に適用されうる。
【００２９】
図６ないし図８は、本発明の他の実施形態によるグラフェンとナノ構造体との複合構造体を製造する方法を説明する図である。図６を参照すれば、まず基板５３０を用意する。基板５３０には、例えば、シリコン基板またはガラス基板が使われうるが、これに限定されず、多様な材質の基板が使われうる。次いで、基板５３０の上面にグラフェン５２０を形成する。前記グラフェン５２０は、炭素原子が２次元的に配列された数ｎｍ厚さの薄膜物質であって、板状構造を持っている。
【００３０】
図７を参照すれば、グラフェン５２０の上面に金属触媒層５４０を形成する。このような金属触媒層５４０は、後述する実質的に１次元形状のナノ構造体５１０を成長させるためのシード層の役割を果たす。したがって、金属触媒層５４０をなす物質は、成長させようとするナノ構造体５１０の物質により定められる。一方、金属触媒層５４０を形成した後、この金属触媒層５４０をパターニングする工程がさらに含まれうる。このように、金属触媒層５４０をパターニングすれば、成長するナノ構造体５１０の密度及びサイズなどを調節できる。
【００３１】
図８を参照すれば、金属触媒層５４０から実質的に１次元形状のナノ構造体５１０を成長させる。ナノ構造体５１０は、ナノワイヤー、ナノチューブまたはナノロッドなどでありうる。これらのナノ構造体５１０の成長は、化学気相成長法（ＣＶＤ；Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）などの乾式法、または所定溶液中でナノ構造体５１０を成長させる湿式法により行われうる。このような成長工程を通じて、グラフェン５２０上に実質的に１次元形状のナノ構造体５１０が形成されることによって、グラフェン５２０とナノ構造体５１０との複合構造体が完成される。ここで、ナノ構造体５１０は基板５３０に対して垂直にまたは所定の角度で傾いて形成されうる。そして、金属触媒層５４０から成長するナノ構造体５１０の数は多様な変形が可能である。金属触媒層５４０がナノ構造体５１０に完全に組み込まれる場合には、グラフェン５２０上に金属触媒層５４０が残らなくなる。一方、ナノ構造体５１０に組み込まれていない金属触媒層がある場合には、この金属触媒層５４０は後続工程により除去されうる。
【００３２】
ナノ構造体５１０は、Ｃ、Ｓｉ、ＧｅなどのＩＶ族半導体、ＩＩＩ−Ｖ族半導体、ＩＩ−ＶＩ族半導体、ＩＶ−ＶＩ族半導体またはＩＶ−Ｖ−ＶＩ族半導体などからなり、それ以外にもＺｎＯなどの酸化物半導体、窒化物半導体または金属からなりうる。しかし、これに限定されるものではなく、それ以外にも多様な物質からなりうる。ナノ構造体５１０は、同じ物質からなる同種構造だけでなく、相異なる物質が結合されたヘテロ構造を持つように形成されうる。例えば、ナノ構造体５１０は、半径方向によるヘテロ構造または長手方向によるヘテロ構造を持つように形成されうる。このようなヘテロ構造を持つナノ構造体５１０も、前述したように、例えば、ＩＶ族半導体、ＩＩＩ−Ｖ族半導体、ＩＩ−ＶＩ族半導体、ＩＶ−ＶＩ族半導体またはＩＶ−Ｖ−ＶＩ族半導体、酸化物半導体、窒化物半導体または金属からなりうる。そして、この場合、ナノ構造体５１０は導電性不純物でドーピングされうる。
【００３３】
一方、以後の工程で、図８に図示された結果物から基板５３０は除去されうる。しかし、基板５３０を除去せずに複合構造体を構成してもよい。そして、図８に図示されたナノ構造体５１０の上端面にグラフェン（図示せず）をさらに付着させれば、図５に図示された第１及び第２グラフェン４２１、４２２とナノ構造体４１０とで構成された複合構造体４００を形成できる。
【００３４】
図９ないし図１０は、本発明の他の実施形態によるグラフェンとナノ構造体との複合構造体を製造する方法を説明する図である。
【００３５】
図９を参照すれば、まず基板６３０を用意する。基板６３０としては、例えば、シリコン基板、ゲルマニウム基板、ガラス基板またはプラスチック基板などが使われうる。しかし、これに限定されるものではない。そして、基板６３０を表面処理する工程がさらに行われうる。このような表面処理工程により、基板６３０の上面には後述するナノ構造体６１０の成長のためのシード層（図示せず）が形成されうる。例えば、基板６３０がシリコン基板である場合には、基板６３０を表面処理すれば、基板６３０の上面には、シリコンナノ構造体の形成のためのシード層が形成されうる。そして、基板６３０がゲルマニウム基板である場合には、基板６３０を表面処理すれば、基板６３０の上面には、ゲルマニウムナノ構造体の形成のためのシード層が形成されうる。一方、基板６３０を表面処理しない場合にも、ナノ構造体の形成が可能である。例えば、基板６３０がガラス基板またはプラスチック基板である場合には、基板６３０の表面処理なしに基板６３０上に、例えば、ＺｎＯナノ構造体を成長させることができる。次いで、基板６３０の上面にグラフェン６２０を形成する。
【００３６】
図１０を参照すれば、基板６３０から１次元形状のナノ構造体６１０を成長させる。ここで、ナノ構造体６１０は、ナノワイヤー、ナノチューブまたはナノロッドなどを含むことができる。これらのナノ構造体６１０の成長は、前述したように乾式法または湿式法により行われうる。このような成長工程を通じて、グラフェン上に実質的に１次元形状のナノ構造体６１０が形成されることによって、グラフェン６２０とナノ構造体６１０との複合構造体が完成される。ここで、ナノ構造体６１０は、基板６３０に対して垂直にまたは所定の角度で傾いて形成されうる。そして、基板６３０から成長するナノ構造体６１０の数は多様に変形される。
【００３７】
ナノ構造体６１０は、例えば、ＩＶ族半導体、ＩＩＩ−Ｖ族半導体、ＩＩ−ＶＩ族半導体、ＩＶ−ＶＩ族半導体またはＩＶ−Ｖ−ＶＩ族半導体などからなり、それ以外にもＺｎＯなどの酸化物半導体、窒化物半導体または金属からなりうる。しかし、これに限定されるものではなく、それ以外にも多様な物質からなりうる。一方、ナノ構造体６１０は、同じ物質からなる同種構造だけでなく、相異なる物質が結合されたヘテロ構造を持つように形成されうる。例えば、ナノ構造体６１０は、半径方向によるヘテロ構造または長手方向によるヘテロ構造を持つように形成されうる。そして、この場合、ナノ構造体６１０は導電性不純物でドーピングされうる。
【００３８】
一方、以後の工程で、図１０に図示された結果物から基板６３０は除去されうる。しかし、基板６３０を除去せずに複合構造体を構成してもよい。そして、図１０に図示されたナノ構造体６１０の上端面にグラフェン（図示せず）をさらに付着させれば、図５に図示された第１及び第２グラフェン４２１、４２２とナノ構造体４１０とで構成された複合構造体４００を形成できる。
【００３９】
以上で本発明の実施形態が説明されたが、これは例示的なものに過ぎず、当業者ならば、これより多様な変形及び均等な他の実施形態が可能であるという点を理解できるであろう。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
本発明は、グラフェンとナノ構造体との複合構造体関連の技術分野に好適に用いられる。
【符号の説明】
【００４１】
１００ 複合構造体
１１０、１１１、１１２ ナノ構造体
１２０ グラフェン
３００、４００ 複合構造体
３１０、４１０ ナノ構造体
３２０、４２１、４２２ グラフェン
３００、４００ 複合構造体
５１０、６１０ ナノ構造体
５２０、６２０ グラフェン
５３０、６３０ 基板
５４０ 触媒金属層
【特許請求の範囲】
【請求項１】
グラフェンと、
前記グラフェン上に形成され、１次元形状を持つ少なくとも一つのナノ構造体と、を備える複合構造体。
【請求項２】
前記少なくとも一つのナノ構造体は前記グラフェンと電気的に連結されるように形成されて、前記グラフェンに対して垂直にまたは傾いて配される請求項１に記載の複合構造体。
【請求項３】
前記ナノ構造体は、ナノワイヤー、ナノチューブまたはナノロッドを含む請求項１に記載の複合構造体。
【請求項４】
前記ナノ構造体は、ＩＶ族半導体、ＩＩＩ−Ｖ族半導体、ＩＩ−ＶＩ族半導体、ＩＶ−ＶＩ族半導体、ＩＶ−Ｖ−ＶＩ族半導体、酸化物半導体、窒化物半導体及び金属からなる群から選択された物質からなる請求項１に記載の複合構造体。
【請求項５】
前記ナノ構造体は、半径方向によるヘテロ構造または長手方向によるヘテロ構造を持つ請求項１に記載の複合構造体。
【請求項６】
前記ナノ構造体は、ＩＶ族半導体、ＩＩＩ−Ｖ族半導体、ＩＩ−ＶＩ族半導体、ＩＶ−ＶＩ族半導体、ＩＶ−Ｖ−ＶＩ族半導体、酸化物半導体、窒化物半導体及び金属からなる群から選択された物質からなる請求項５に記載の複合構造体。
【請求項７】
前記ナノ構造体は、導電性不純物でドーピングされている請求項５に記載の複合構造体。
【請求項８】
前記グラフェンが設けられる基板をさらに備える請求項１に記載の複合構造体。
【請求項９】
互いに離隔して配される第１及び第２グラフェンと、
前記第１グラフェンと前記第２グラフェンとの間に形成され、１次元形状を持つ少なくとも一つのナノ構造体と、を備える複合構造体。
【請求項１０】
前記少なくとも一つのナノ構造体は、前記第１及び第２グラフェンと電気的に連結されるように形成され、前記第１及び第２グラフェンに対して垂直にまたは傾いて配される請求項９に記載の複合構造体。
【請求項１１】
前記少なくとも一つのナノ構造体の間に残される空間において、前記第１グラフェンと第２グラフェンとの間に絶縁材料が充填されている請求項９に記載の複合構造体。
【請求項１２】
前記ナノ構造体は、ＩＶ族半導体、ＩＩＩ−Ｖ族半導体、ＩＩ−ＶＩ族半導体、ＩＶ−ＶＩ族半導体、ＩＶ−Ｖ−ＶＩ族半導体、酸化物半導体、窒化物半導体及び金属からなる群から選択された物質からなる請求項９に記載の複合構造体。
【請求項１３】
前記ナノ構造体は、半径方向によるヘテロ構造または長手方向によるヘテロ構造を持つ請求項９に記載の複合構造体。
【請求項１４】
前記ナノ構造体は、導電性不純物でドーピングされている請求項１３に記載の複合構造体。
【請求項１５】
基板を用意する工程と、
前記基板上にグラフェンを配置する工程と、
前記グラフェン上に１次元形状を持つ少なくとも一つのナノ構造体を成長形成させる工程と、を含む複合構造体の製造方法。
【請求項１６】
前記少なくとも一つのナノ構造体は、前記基板に対して垂直にまたは傾いて成長形成される請求項１５に記載の複合構造体の製造方法。
【請求項１７】
前記少なくとも一つのナノ構造体は、前記基板から成長形成される請求項１５に記載の複合構造体の製造方法。
【請求項１８】
前記基板を用意した後、前記基板を表面処理する工程をさらに含む請求項１５に記載の複合構造体の製造方法。
【請求項１９】
前記グラフェンを配置した後、前記グラフェン上に触媒金属層を形成する工程を含む請求項１５に記載の複合構造体の製造方法。
【請求項２０】
前記少なくとも一つのナノ構造体は、前記触媒金属層から成長形成される請求項１９に記載の複合構造体の製造方法。
【請求項２１】
前記ナノ構造体は、ＩＶ族半導体、ＩＩＩ−Ｖ族半導体、ＩＩ−ＶＩ族半導体、ＩＶ−ＶＩ族半導体、ＩＶ−Ｖ−ＶＩ族半導体、酸化物半導体、窒化物半導体及び金属からなる群から選択された物質からなる請求項１５に記載の複合構造体の製造方法。
【請求項２２】
前記ナノ構造体は、半径方向によるヘテロ構造または長手方向によるヘテロ構造を持つように形成される請求項１５に記載の複合構造体の製造方法。
【請求項２３】
前記ナノ構造体は、ＩＶ族半導体、ＩＩＩ−Ｖ族半導体、ＩＩ−ＶＩ族半導体、ＩＶ−ＶＩ族半導体、ＩＶ−Ｖ−ＶＩ族半導体、酸化物半導体、窒化物半導体及び金属からなる群から選択された物質からなる請求項２２に記載の複合構造体の製造方法。
【請求項２４】
前記ナノ構造体は、導電性不純物でドーピングされるように形成される請求項２２に記載の複合構造体の製造方法。
【請求項１】
グラフェンと、
前記グラフェン上に形成され、１次元形状を持つ少なくとも一つのナノ構造体と、を備える複合構造体。
【請求項２】
前記少なくとも一つのナノ構造体は前記グラフェンと電気的に連結されるように形成されて、前記グラフェンに対して垂直にまたは傾いて配される請求項１に記載の複合構造体。
【請求項３】
前記ナノ構造体は、ナノワイヤー、ナノチューブまたはナノロッドを含む請求項１に記載の複合構造体。
【請求項４】
前記ナノ構造体は、ＩＶ族半導体、ＩＩＩ−Ｖ族半導体、ＩＩ−ＶＩ族半導体、ＩＶ−ＶＩ族半導体、ＩＶ−Ｖ−ＶＩ族半導体、酸化物半導体、窒化物半導体及び金属からなる群から選択された物質からなる請求項１に記載の複合構造体。
【請求項５】
前記ナノ構造体は、半径方向によるヘテロ構造または長手方向によるヘテロ構造を持つ請求項１に記載の複合構造体。
【請求項６】
前記ナノ構造体は、ＩＶ族半導体、ＩＩＩ−Ｖ族半導体、ＩＩ−ＶＩ族半導体、ＩＶ−ＶＩ族半導体、ＩＶ−Ｖ−ＶＩ族半導体、酸化物半導体、窒化物半導体及び金属からなる群から選択された物質からなる請求項５に記載の複合構造体。
【請求項７】
前記ナノ構造体は、導電性不純物でドーピングされている請求項５に記載の複合構造体。
【請求項８】
前記グラフェンが設けられる基板をさらに備える請求項１に記載の複合構造体。
【請求項９】
互いに離隔して配される第１及び第２グラフェンと、
前記第１グラフェンと前記第２グラフェンとの間に形成され、１次元形状を持つ少なくとも一つのナノ構造体と、を備える複合構造体。
【請求項１０】
前記少なくとも一つのナノ構造体は、前記第１及び第２グラフェンと電気的に連結されるように形成され、前記第１及び第２グラフェンに対して垂直にまたは傾いて配される請求項９に記載の複合構造体。
【請求項１１】
前記少なくとも一つのナノ構造体の間に残される空間において、前記第１グラフェンと第２グラフェンとの間に絶縁材料が充填されている請求項９に記載の複合構造体。
【請求項１２】
前記ナノ構造体は、ＩＶ族半導体、ＩＩＩ−Ｖ族半導体、ＩＩ−ＶＩ族半導体、ＩＶ−ＶＩ族半導体、ＩＶ−Ｖ−ＶＩ族半導体、酸化物半導体、窒化物半導体及び金属からなる群から選択された物質からなる請求項９に記載の複合構造体。
【請求項１３】
前記ナノ構造体は、半径方向によるヘテロ構造または長手方向によるヘテロ構造を持つ請求項９に記載の複合構造体。
【請求項１４】
前記ナノ構造体は、導電性不純物でドーピングされている請求項１３に記載の複合構造体。
【請求項１５】
基板を用意する工程と、
前記基板上にグラフェンを配置する工程と、
前記グラフェン上に１次元形状を持つ少なくとも一つのナノ構造体を成長形成させる工程と、を含む複合構造体の製造方法。
【請求項１６】
前記少なくとも一つのナノ構造体は、前記基板に対して垂直にまたは傾いて成長形成される請求項１５に記載の複合構造体の製造方法。
【請求項１７】
前記少なくとも一つのナノ構造体は、前記基板から成長形成される請求項１５に記載の複合構造体の製造方法。
【請求項１８】
前記基板を用意した後、前記基板を表面処理する工程をさらに含む請求項１５に記載の複合構造体の製造方法。
【請求項１９】
前記グラフェンを配置した後、前記グラフェン上に触媒金属層を形成する工程を含む請求項１５に記載の複合構造体の製造方法。
【請求項２０】
前記少なくとも一つのナノ構造体は、前記触媒金属層から成長形成される請求項１９に記載の複合構造体の製造方法。
【請求項２１】
前記ナノ構造体は、ＩＶ族半導体、ＩＩＩ−Ｖ族半導体、ＩＩ−ＶＩ族半導体、ＩＶ−ＶＩ族半導体、ＩＶ−Ｖ−ＶＩ族半導体、酸化物半導体、窒化物半導体及び金属からなる群から選択された物質からなる請求項１５に記載の複合構造体の製造方法。
【請求項２２】
前記ナノ構造体は、半径方向によるヘテロ構造または長手方向によるヘテロ構造を持つように形成される請求項１５に記載の複合構造体の製造方法。
【請求項２３】
前記ナノ構造体は、ＩＶ族半導体、ＩＩＩ−Ｖ族半導体、ＩＩ−ＶＩ族半導体、ＩＶ−ＶＩ族半導体、ＩＶ−Ｖ−ＶＩ族半導体、酸化物半導体、窒化物半導体及び金属からなる群から選択された物質からなる請求項２２に記載の複合構造体の製造方法。
【請求項２４】
前記ナノ構造体は、導電性不純物でドーピングされるように形成される請求項２２に記載の複合構造体の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１１−１１０６９４（Ｐ２０１１−１１０６９４Ａ）
【公開日】平成２３年６月９日（２０１１．６．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１９０６７３（Ｐ２０１０−１９０６７３）
【出願日】平成２２年８月２７日（２０１０．８．２７）
【出願人】（３９００１９８３９）三星電子株式会社 (8,520)
【氏名又は名称原語表記】Ｓａｍｓｕｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．
【住所又は居所原語表記】４１６，Ｍａｅｔａｎ−ｄｏｎｇ，Ｙｅｏｎｇｔｏｎｇ−ｇｕ，Ｓｕｗｏｎ−ｓｉ，Ｇｙｅｏｎｇｇｉ−ｄｏ，Ｒｅｐｕｂｌｉｃ ｏｆ Ｋｏｒｅａ
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年６月９日（２０１１．６．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年８月２７日（２０１０．８．２７）
【出願人】（３９００１９８３９）三星電子株式会社 (8,520)
【氏名又は名称原語表記】Ｓａｍｓｕｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．
【住所又は居所原語表記】４１６，Ｍａｅｔａｎ−ｄｏｎｇ，Ｙｅｏｎｇｔｏｎｇ−ｇｕ，Ｓｕｗｏｎ−ｓｉ，Ｇｙｅｏｎｇｇｉ−ｄｏ，Ｒｅｐｕｂｌｉｃ ｏｆ Ｋｏｒｅａ
【Ｆターム（参考）】
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