2차원 물질의 전기적 특성 회복 및 산화 안정성 개선 방법
RECOVERY OF ELECTRICAL PROPERTIES AND OXIDATION STABILITY IMPROVEMENT METHOD FOR TWO-DIMENSIONAL MATERIALS
특허 요약
본 발명은 2차원 물질의 전기적 특성 회복 및 산화 안정성 개선 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 (a)이차원구조의 전이금속 탄화물 및 전이금속 탄질화물로 구성된 맥신용액을 준비하는 단계, (b)상기 준비된 맥신용액을 필름형태의 복합물질로 구성된 맥신필름으로 형성시키는 단계, (c)상기 형성된 맥신필름을 상온에 보관하는 단계, (d)상기 상온 보관을 통해 산화된 맥신필름을 사용하기 위해 진공장비 내에 배치시키는 단계, (e)상기 맥신필름이 배치된 진공장비 내에 수소가스를 주입하는 단계 및 (f)상기 주입된 수소가스에 노출된 맥신필름의 전기적 특성을 산화되기 이전의 수준으로 회복시키도록 상기 맥신필름을 어닐링시키는 단계를 포함하고, 실온에서 산화되어 전기적 특성이 하락된 맥신필름을 진공장비 내에서 수소가스에 노출시켜 어닐링함으로써, 맥신필름의 전기적 특성을 회복시킬 수 있다.
청구항
번호청구항
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(a)이차원구조의 전이금속 탄화물 및 전이금속 탄질화물로 구성된 맥신용액을 준비하는 단계;(b)상기 준비된 맥신용액을 필름형태의 복합물질로 구성된 맥신필름으로 형성시키는 단계;(c)상기 형성된 맥신필름을 상온에 보관하는 단계;(d)상기 상온 보관을 통해 산화된 맥신필름을 사용하기 위해 진공장비 내에 배치시키는 단계;(e)상기 맥신필름이 배치된 진공장비 내에 수소가스를 주입하는 단계; 및(f)상기 주입된 수소가스에 노출된 맥신필름의 전기적 특성을 산화되기 이전의 수준으로 회복시키도록 상기 맥신필름을 어닐링시키는 단계; 를 포함하며,상기 맥신필름은 900℃의 온도에서 30분간 어닐링을 수행하여 면저항값이 초기값과 비교하여 3.1배 이하를 유지하도록 함으로써 상기 맥신필름은 어닐링을 통해 표면에 견고한 네트워크를 형성하여 산소 및 수분의 침투를 막하 산화를 방지하는 것을 특징으로 하는 2차원 물질의 전기적 특성 회복 및 산화 안정성 개선 방법.

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제 1 항에 있어서, 상기 맥신용액은 Ti2C, Ti3C2, V2C, Nb2C, (Ti0.5, Nb0.5)2CTx, Ti3CN, (V0.5, Cr0.5)3C2, Ta4C3 및 Nb4C3 중 어느 하나로 구성된 것을 특징으로 하는 2차원 물질의 전기적 특성 회복 및 산화 안정성 개선 방법.

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제 2 항에 있어서, 상기 맥신용액은 Mn+1Xn의 화학식으로 이루진 것을 특징으로 하는 2차원 물질의 전기적 특성 회복 및 산화 안정성 개선 방법.

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제 3 항에 있어서, 상기 Mn+1Xn의 화학식에서 M은 앞전이금속인 것을 특징으로 하는 2차원 물질의 전기적 특성 회복 및 산화 안정성 개선 방법.

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제 4 항에 있어서, 상기 Mn+1Xn의 화학식에서 X는 탄소 및 질소 중에서 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 2차원 물질의 전기적 특성 회복 및 산화 안정성 개선 방법.

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제 5 항에 있어서, 상기 (b) 단계에서,상기 맥신용액은 스핀코팅, 드롭캐스트, 감압여과 방식을 통해 필름형태로 제조된 것을 특징으로 하는 2차원 물질의 전기적 특성 회복 및 산화 안정성 개선 방법.

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제 1 항에 있어서, 상기 (f) 단계를 통해 어닐링된 맥신필름의 면저항값과 (b) 단계를 통해 형성된 맥신필름의 면저항값의 비율은 0.9 내지 1.2의 비를 갖는 것을 특징으로 하는 2차원 물질의 전기적 특성 회복 및 산화 안정성 개선 방법.

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제 8 항에 있어서, 상기 맥신필름의 표면에 결합된 작용기는 산화 및 환원작용을 통해 플루오린의 비율이 감소되는 것을 특징으로 하는 2차원 물질의 전기적 특성 회복 및 산화 안정성 개선 방법.

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제 1 항에 있어서, 상기 진공장비는,중공의 원통형상으로 형성된 바디부;상기 바디부의 내부에는 상기 맥신필름이 상단에 배치되도록 구비된 석영관;상기 석영관의 상단에 배치된 맥신필름이 상기 수소가스에 노출되도록 상기 바디부의 일측 하단에는 상기 수소가스가 공급되도록 구비된 가스공급부;상기 가스공급부로부터 공급된 상기 수소가스가 상기 바디부의 내부에 유동되어 상기 맥신필름과 접촉된 후 외부로 배출되도록 상기 바디부의 타측 끝단에 구비된 가스배출부; 및상기 맥신필름이 어닐링되도록 상기 석영관이 배치된 상기 바디부의 측벽을 감싸도록 배치되어 고온으로 가열하는 어닐링부; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 2차원 물질의 전기적 특성 회복 및 산화 안정성 개선 방법.

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제 1 내지 제6항 및 제8, 9, 12항 중 어느 한 항에 따른, 상기 2차원 물질의 전기적 특성 회복 및 산화 안정성 개선 방법을 통해 형성된 맥신필름을 통해 전극재료로 구성된 것을 특징으로 하는 맥신소자.