전압(VGS)에서 소스-드레인 전압(VDS)의 증가에 따라 소스-드레인 전류(ISD)가 정상 증가를 보였 다. 또한 field-effect-mobility가 약 80cm2V-1s-1 에 달했으며 off current가 ~10-9A, on-to-off current ratio가 ~106으로써 우수한 트랜지스터 특성을 나타냈다.
이와 같은 투명산화물 박막트랜지스터의 개발 은 차세대 광전자소자 개발에 중요한 기초기술개 발에 기여할 것으로 기대된다[Science, Vol. 300, p. 1269(2003)].
原油
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다이아몬드 탄소만으로 이루어져 있다는 점에 서, 대표적인 탄화수소 혼합물인 원유 속에 다이 아몬드와 동일하거나 유사한 구조를 갖는 화합물 이 존재할 수 있다고 추측하는 것은 과학적으로 충분히 가능하다.
1933년 Landa 등은 원유(crude oil)로부터 [그 림 1]의 (3)과 같은 결정성 탄화수소를 처음으로 분리하였다. Fused cyclohexane ring으로 이루어 져 있어 그 내부에 매우 작은 cage가 존재하는 이
분자(C10H16)는 다이아몬드 격자와 동일한 탄소 배열을 가지고 있는 것으로 밝혀짐에 따라 그리스 어로 다이아몬드를 의미하는 ‘adamas’에 기인, adamantane으로 명명되었다. 지금까지 A형 독 감과 파킨슨씨병의 치료약으로 알려진 1-amino adamantane을 비롯하여 수백 종의 adamantane 유도체가 보고되고 있으며, 대부분 독특한 구조 때문에 비슷한 분자량을 갖는 다른 탄소화합물들 에 비해 높은 열적 안정성을 보이는 등 크게 다른 물성을 나타낸다. 아울러 원유에는 1~100ppm 정 도의 극미량만이 함유되어 있기 때문에 adamantane을 인위적으로 합성하고자 많은 연구 노력이 집중되었다. 1957년 Schleyer는 [그림 2]
에 주어진 합성 방법을 통하여 adamantane을 대 량 생산하는데 성공하였으며 곧이어 이 방법에 기 초한 합성 공정이 상용화되었다.
한편 adamantane cage를 계속해서 연결시킨 다면 실제적으로는 다이아몬드 결정과 동일하나 그 구성 원소는 다이아몬드와 다르게 탄소와 수소
458…NICE, 제21권 제4호, 2003
과·학·기·술·동·향
그림 1. Schleyer의 Adamantane 합성 방법.
그림 2. 단결정 X-선회절 실험에 의해 규명된 Cyclohexamantane의 탄소골격구조.
(1) (2)
(4) (3)
(A) (B)
(C) (D)
인 새로운 화합물들(diamondoids(C4n+6H4n+12)로 명명됨)의 창출을 의미하기 때문에, 두 개 이상의 adamantine cage로 이루어진 diamondoid 화합 물의 발견은 유기합성화학, 이론화학과 같은 다양 한 분야에서 집중적인 관심을 받아왔다. 최근 ChevronTexaco의 Dahl 박사팀은 멕시코만의 한 유전에서 6개의 adamantane cage로 이루어진 cyclohexamantane(C26H30) 분자를 분리하여 그 구조를 규명하는데 성공하였다(Angew. Chem.
Int. Ed. 2003, 42, 2040). 지금까지 알려진 diamondoid 화합물들 중 가장 큰 분자는 4개의 adamantane cage를 갖고 있는 tetramatane이며 이보다 큰 diamondoid는 유기화학적으로 합성하
기가 거의 불가능한 것으로 인식되어왔다. Dahl 박사팀이 발견한 cyclohexamantane은 [그림 2]
에 주어진 바와 같은 구조로 이루어져 있어 매우 높은 융점(> 314℃)을 가지며 그 크기가 약 10-21 carat인 ‘나노’ 다이아몬드로 확인되었다[그림 3].
또한 Dahl 박사팀은 최소 11개의 adamantane cage를 갖고 있는 undecamantane를 멕시코만산 원유로부터 발견하였다[Science, 2003, 299, 96].
Dahl 박사팀의 이번 연구 결과는 거대 dia- mondoid들의 발견 자체뿐만 아니라, 이들 분자의 합성 메커니즘을 규명하는데 매우 중요한 전기를 제공한 것으로 평가되고 있다. 원유를 둘러싸고 있는 암반 또는 원유 내에 미세 입자로 존재할 수 있는 점토가 촉매로 작용하여 diamantane 또는 triamantane과 같은 작은 diamondoid 분자들이 수백만 년 이상의 매우 오랜 시간에 걸쳐 메탄가 스와 천천히 반응함으로써 거대 diamondoid들이 만들어지는 것으로 추측되고 있다. 반응의 출발 물질인 adamantane이 원유에 극미량으로 존재한 다는 점에 근거한 이 가설은 초고압, 초고온의 가 혹한 조건이 필요한 인조 다이아몬드의 합성과는 달리, 상대적으로 낮은 온도와 압력에서 diamondoid 화합물들이 생성되고 있음을 의미한 다는 점에서 많은 설득력을 얻고 있다[Angew, Chem. Int. Ed., Vol. 42, p. 2000(2003)].
NEWS & INFORMATION FOR CHEMICAL ENGINEERS, Vol. 21, No. 4, 2003…459
과·학·기·술·동·향
그림 3. Cyclohexamantane 결정의 전자현미경 사진.
