국내 연구진, 그래핀 질·생산성 모두 잡는 성장법 제시

[이데일리 이연호 기자] 국내 연구진이 그래핀의 질과 생산성, 두 마리 토끼를 모두 잡는 성장 방법을 제시했다.

탄화규소 기판 위의 비정질 필름 위에서 제작된 단방향의 그래핀을 주사 투과 전자 현미경(Scanning transmission electron microscopy) 으로 본 그림. 사진=한국연구재단.

안종열 성균관대학교 교수 연구팀이 방향성이 존재하지 않는 기판인 비정질 박막 위에서 한 방향만 갖는 그래핀을 성장시켰다고 한국연구재단은 10일 밝혔다.

탄소원자로 이뤄진 그래핀은 전기전도성, 열전도성, 투명성 등의 우수한 물성으로 인해 꿈의 나노물질로 여겨진다. 하지만 오늘날 그래핀의 성장 방법으로는 그래핀의 질이 낮아지거나 다른 기판으로 옮기기 쉽지 않아 생산성이 낮은 한계가 있었다.

연구팀은 비정질 박막 위에서 그래핀을 성장시킴으로써 질적 우수성을 높이고 다른 기판으로의 전이도 용이하도록 했다. 비정질의 탄화규소 위에 팔라듐을 증착시키고 남은 탄소들이 그 위에 자연스럽게 단방향을 가진 그래핀으로 성장되도록 유도했다. 그래핀을 포함한 한 방향의 단결정 물질을 성장시키기 위해서 사용되는 기판도 단결정이어야 한다는 일반적인 통념을 깬 것이다.

안종열 교수는 “이 연구는 세계 최초로 비정질 박막에서 단결정 그래핀을 성장시킴으로써 그래핀을 포함한 다양한 단결정 성장 방법론 개발에서의 근본적인 한계를 극복했다”라고 연구 의의를 밝혔다.

이 연구는 과학기술정보통신부·한국연구재단 원자력연구개발사업, 기초연구사업(중견연구)의 지원으로 수행됐다. 국제적 권위의 학술지 ‘에이씨에스 나노(ACS Nano)’ 2월 26일 논문으로 게재됐다.