세종대학교는 김근수 물리학과 교수와 미국 컬럼비아대 연구팀이 공동으로 그래핀(graphene)에 질소원자가 함유됐을 때 변화하는 전자구조를 시각적으로 규명해 냈다고 19일 밝혔다.
연구팀은 그래핀을 합성하면서 미량의 불순물을 주입(Doping, 도핑)할 경우 그래핀의 전기적ㆍ광학적 물성이 변하는 것을 실험과 이론적인 결과물들을 비교해 시각적으로 증명했다. 그래핀 합성시 불순물을 첨가해 전기적, 광학적 기능을 조절할 수 있게 된 것이다.
그래핀은 탄소원자가 육각형으로 결합해 벌집 형태를 이루는 화합물로 기초 전자소재를 대체할 차세대 신소재로 꼽힌다. 빛의 98%를 통과시킬 만큼 투명하면서도 강도는 강철보다 100배 이상 강하고 실리콘에 비해 100배 이상 전자가 자유로이 이동한다. 구부리거나 늘려도 전기전도성이 사라지지 않기 때문에 반도체 생산시 실리콘을 대체할 신소재로 주목받고 있다.
연구팀은 "이번 기술을 이용하면 향후 그래핀을 이용한 나노소자 응용시 순수 그래핀은 물론 미량의 불순물을 첨가시켜 합성한 도핑된 그래핀의 기초물성을 이해하는데 중요한 역할을 할 것"이라며 "다양한 물성을 가진 그래핀의 접합 특성 연구에도 크게 도움이 될 것"이라고 설명했다. 이어 "그래핀을 활용한 태양전지의 음극과 양극 투명전극 소재의 응용 개발 연구에도 선구적인 역할을 할 것"이라고 덧붙였다.
이번 연구결과는 8월 19일자 사이언스 지의 주요 논문으로 소개됐다.
박상훈기자 nanugi@
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연구팀은 그래핀을 합성하면서 미량의 불순물을 주입(Doping, 도핑)할 경우 그래핀의 전기적ㆍ광학적 물성이 변하는 것을 실험과 이론적인 결과물들을 비교해 시각적으로 증명했다. 그래핀 합성시 불순물을 첨가해 전기적, 광학적 기능을 조절할 수 있게 된 것이다.
그래핀은 탄소원자가 육각형으로 결합해 벌집 형태를 이루는 화합물로 기초 전자소재를 대체할 차세대 신소재로 꼽힌다. 빛의 98%를 통과시킬 만큼 투명하면서도 강도는 강철보다 100배 이상 강하고 실리콘에 비해 100배 이상 전자가 자유로이 이동한다. 구부리거나 늘려도 전기전도성이 사라지지 않기 때문에 반도체 생산시 실리콘을 대체할 신소재로 주목받고 있다.
연구팀은 "이번 기술을 이용하면 향후 그래핀을 이용한 나노소자 응용시 순수 그래핀은 물론 미량의 불순물을 첨가시켜 합성한 도핑된 그래핀의 기초물성을 이해하는데 중요한 역할을 할 것"이라며 "다양한 물성을 가진 그래핀의 접합 특성 연구에도 크게 도움이 될 것"이라고 설명했다. 이어 "그래핀을 활용한 태양전지의 음극과 양극 투명전극 소재의 응용 개발 연구에도 선구적인 역할을 할 것"이라고 덧붙였다.
이번 연구결과는 8월 19일자 사이언스 지의 주요 논문으로 소개됐다.
박상훈기자 nanugi@
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