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맨손으로 뗄 수 있는 ‘그래핀 스티커’ 개발

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맨손으로 뗄 수 있는 ‘그래핀 스티커’ 개발

2015.07.15 18:00
감마 알루미늄 기판 위에 성장시킨 그래핀(위)과 그래핀 스티커를 떼어내 가위로 자르고 있는 모습(아래). - KIST 제공
감마알루미늄 기판 위에 성장시킨 그래핀(위)과 그래핀 스티커를 떼어내 가위로 자르고 있는 모습(아래). - KIST 제공
국내 연구진이 맨손으로 떼어내는 방식으로 간단히 ‘꿈의 신소재’로 불리는 그래핀을 제작하는 데 성공했다.

 

송용원 한국과학기술연구원(KIST) 차세대반도체연구소 책임연구원 팀은 그래핀이 성장하기 위한 최적의 조건을 수학적으로 계산해 저렴하고 손쉬운 그래핀 제작 기법을 개발했다고 15일 밝혔다.

 

반도체용 전극으로 사용되는 2차원 그래핀은 전력 소모가 적고 효율이 높아 차세대 소자로 활용하기 위한 연구가 활발히 진행되고 있다. 하지만 그래핀의 성장에 영향을 미치는 조건들이 명확히 규명되지 않아 산발적 연구에 그치는 경우가 많았다.

 

연구팀은 그래핀을 비롯한 2차원 나노소재의 성장 과정을 수학적으로 유도해 최종적으로 합성될 2차원 소재의 형태를 예측하는 데 성공했다.

 

연구팀은 이를 기반으로 ‘감마 알루미나’ 기판을 제작했고, 이 기판은 그 자체로 촉매 역할을 해 다른 금속 촉매의 도움 없이도 그래핀을 합성해냈다. 기존 제작 공정이 1000도의 고온에서 진행된 데 비해 이번 기술을 사용하면 100도의 저온에서도 합성이 가능해 경제적이기도 하다.

 

감마 알루미나 기판은 그래핀 과의 접착력이 작아 스티커처럼 손으로 떼어내는 것만으로 그래핀을 분리해낼 수 있다. 떼어낸 그래핀 스티커를 광섬유 등에 옮겨 붙이는 식으로 간단히 전자소자에 바로 응용할 수 있다.

 

손 연구원은 “이번에 개발된 기판을 활용하면 수십 나노미터(nm) 수준의 작은 사이즈부터 마이크로미터(㎛) 수준까지 균일한 결정특성을 가지는 그래핀을 제작할 수 있다”며 “그래핀 외에도 주목받는 차세들 소재들의 성장조건에 대한 연구를 진행할 예정”이라고 밝혔다.

 

연구결과는 네이처 온라인 자매지인 ‘사이언티픽 리포트’ 3일자에 게재됐다.

 

 

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