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웨어러블 핵심 소재로 꼽히는 ‘차세대 그래핀’ 대면적화 성공

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웨어러블 핵심 소재로 꼽히는 ‘차세대 그래핀’ 대면적화 성공

2016.03.27 18:00
대면적으로 구현하기 위한 이차원 나노판상 다층구조 성장의 모식도. - 한국연구재단 제공
경희대 연구진이 ‘차세대 그래핀’으로 불리는 이셀레늄화 몰리브덴(MoSe2)을 대면적으로 만드는 과정을 나타낸 모식도. - 한국연구재단 제공

 

최근 전자 기기의 도움으로 신체적 기능을 복원하거나 강화하는 웨어러블 기기 연구가 활발하다. 국내 연구진이 웨어러블 기기의 핵심 소재가 되는 물질을 필요한 만큼 크게 만드는 데 성공했다.

 

경희대 이종수 응용물리학과 교수와 김선국 전자전파공학과 교수팀은 ‘차세대 그래핀’으로 불리는 초고이동도 이차원 판상 물질인 ‘이셀레늄화 몰리브덴(MoSe2)’을 대면적으로 구현할 수 있는 기술을 개발해 ‘어드밴스드 머티리얼스’ 3월호 표지논문으로 발표했다고 27일 밝혔다.

 

이셀레늄화 몰리브덴은 전이금속 칼코겐 화합물의 일종으로 가볍고 잘 휘어지면서도 전하의 이동 속도가 빠르다. 유연하게 변형이 자유로울 뿐만 아니라 전기적, 기계적 특성이 안정적이어서 웨어러블 소재를 만드는 데 필요한 핵심 소재로 꼽힌다.

 

그러나 이전까지는 전이금속 칼코겐 화합물을 대면적으로 만들 경우 결정성이 깨지거나 불균일하게 형성돼 제 기능을 못하는 한계가 있었다.

 

연구진은 고압 화학적 증착법을 활용해 이셀레늄화 몰리브덴 분말을 이차원 평면으로 여러 층 쌓아 올려 대면적으로 성장시키는 데 성공했다. 안정적인 상태로 얻은 대면적 이셀레늄화 몰리브덴의 트랜지스터 전하 이동도는 기존 대비 10배 이상 향상됐다. 그만큼 전자가 빠르게 이동한다는 뜻이다.

 

김 교수는 “향후 실리콘 기반 전자회로를 대체할 수 있을 것”이라며 “투명한 디스플레이 구동 회로뿐만 아니라 광전자 소자, 에너지 소자, 나노바이오센서 분야의 핵심 소재로도 활용이 가능할 것으로 기대한다”고 밝혔다.

 

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