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그래핀 저항 4분의 1로 낮춰 드립니다

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그래핀 저항 4분의 1로 낮춰 드립니다

2016.02.15 18:00
박진홍 성균관대 전기전자공학부 교수(왼쪽, 교신저자)와 박형열 연구원(제1저자) - 성균관대 전기전자공학부 제공
박진홍 성균관대 전기전자공학부 교수(왼쪽, 교신저자)와 박형열 연구원(제1 저자). - 성균관대 전기전자공학부 제공

그래핀은 투명하면서도 전기 저항이 낮아 ‘꿈의 신소재’로 불린다. 하지만 정작 그래핀과 금속이 맞닿는 부위에서 저항이 높게 발생해 전자 제품 등에 활용이 어려웠다.


박진홍 성균관대 전자전기공학부 교수팀은 도핑기술과 그래핀 디자인 변형을 통해 그래핀과 금속 사이 저항을 4분의 1로 낮추는 데 성공했다고 15일 밝혔다.


전기 저항이 낮은 그래핀과 전기 저항이 높은 금속이 맞닿을 때 접촉 저항이 높게 발생하는 이유는 그래핀과 금속의 ‘전자상태밀도’ 차이가 크기 때문이다. 공정 과정에서 그래핀 모서리와 금속 전극을 정확하게 접촉시키기 어려운 점도 접촉 저항을 높이는 원인으로 꼽힌다.


연구팀은 전자를 공급하는 트리아진 분자가 포함된 고분자 절연물질을 그래핀 아래층에 두고 가열하는 방식으로 그래핀을 전자상태밀도가 높은 n-형으로 도핑하는 방법을 발견했다. 도핑한 그래핀과 금속 사이의 전자상태밀도 차이가 줄어든 덕분에 저항이 줄어 들었다.

 

또 그래핀 모서리의 길이를 길게 만들어 금속과 잘 접촉되게 해 접촉저항을 최소화했다. 그 결과 기존 그래핀 소자보다 전기 저항을 약 4분의 1로 줄일 수 있었다.


박 교수는 “그래핀을 산업화하는 데 병목으로 작용한 문제를 해결한 만큼 그래핀으로 차세대 전자소자, 광전소자의 성능을 극대화해 플렉서블 스마트기기 등 다양한 분야에 활용할 수 있을 것”이라고 밝혔다.


연구결과는 재료과학 분야 권위지 ‘어드밴스드 머티리얼스’ 3일자 표지논문으로 실렸다.

 

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