탄소 나노튜브(CNT)의 성장 메커니즘은 주로 촉매 화학 기상 증착(CVD)의 사용을 포함합니다. 이 공정은 금속 촉매를 사용하여 기판에서 전구체 가스의 반응을 촉진함으로써 다른 방법보다 낮은 온도에서 CNT를 성장시킬 수 있습니다. 이 메커니즘의 핵심 요소에는 촉매 선택, 전구체 가스 선택, 온도 및 압력과 같은 공정 파라미터 제어가 포함됩니다.
촉매 선택:
촉매는 CNT의 핵 형성과 성장에 중요한 역할을 합니다. 일반적으로 사용되는 촉매에는 탄소 함유 가스를 해리하고 탄소 원자가 핵을 형성하고 나노튜브로 성장할 수 있는 표면을 제공하는 철, 코발트, 니켈과 같은 금속이 포함됩니다. 촉매의 선택은 CNT의 직경, 키랄성 및 품질에 영향을 미칩니다.전구체 가스:
전구체 가스는 일반적으로 메탄, 에틸렌 또는 아세틸렌과 같은 탄화수소로서 CNT의 성장을 위한 탄소원을 공급합니다. 이 가스는 반응 챔버로 유입되어 촉매 입자와 상호 작용합니다. 촉매 표면에서 전구체 가스가 분해되면 탄소 원자가 방출되어 CNT가 형성됩니다.
프로세스 매개변수:
CNT의 성공적인 합성을 위해서는 공정 파라미터를 제어하는 것이 필수적입니다. 온도는 촉매의 활성과 전구체 가스의 분해 속도에 영향을 미치기 때문에 매우 중요한 요소입니다. 압력과 가스 유량도 CNT의 성장 속도와 품질을 결정하는 데 중요한 역할을 합니다. 최적의 조건은 사용되는 특정 촉매와 전구체 가스에 따라 달라집니다.
성장 속도 및 품질:
