CVD 방법을 이용한 단결정 InSb 나노와이어의 성장과 Open/Close 시스템에서의 반응 메커니즘 연구

Abstract

화학적 증기증착(Chemical Vapor Deposition, CVD) 방법을 이용하여 단결정 Indium antimonide (InSb) 나노와이어를 SiO2wafer 위에 성장시켰으며, 성장된 InSb 나노와이어의 결정성과 조성비를 X-Ray Diffraction (XRD)과 Energy Dispersive x-ray Spectroscopy (EDS)의 측정을 통하여 확인하였다. 또한, 반응 source로 사용된 InSb 분말의 기상화(vaporization) 정도를 source container의 모형, 즉 open 및 close 시스템으로 변형하여 조절하였고 이렇게 성장된 InSb 나노와이어들의 구조적 특성을 주사전자현미경(Scaning Electron Microscopy, SEM)을 통하여 자세히 분석함으로써, 그들의 성장과정을 Vapor-Liquid-Solid (VLS) 및 Vapor-Solid (VS) 메커니즘으로 설명하였다. Open-boat를 사용하여 나노와이어를 성장시켰을 경우, close-boat 의 경우와 비교하여 합성된 나노와이어의 yield가 높았으며 나노와이어의 길이와 두께도 증가하는 현상이 관측되었다. 이러한 결과는, InSb source 의 기상화 정도가 close-boat에서 보다 open-boat에서 더욱 가속화되면서 공통적으로 일어나는 VLS 성장 이외에 VS 성장이 추가적으로 진행되어지기 때문으로 추측되어진다. 또한, 반응시간을 증가시켰을 때,나노와이어의 두께가 증가하는 결과를 통하여 InSb 나노와이어의 성장에서 VS 메커니즘이 우세하게 작용하고 있음을 확인할수 있었다.