UNIST 이종훈 교수팀… 오각ㆍ칠각형 배열에 경계부분 뒤틀림도
`꿈의 신소재'로 불리는 그래핀의 결정구조를 분석할 수 있는 기술이 국내 연구진에 의해 개발됐다. 특히 상용화 단계에 쓸 수 있게 대면적 합성과정을 거친 그래핀이 균일한 방향의 육각형 배열로만 이뤄진 게 아니라 탄소원자가 오각형과 칠각형으로도 연결돼 있고 부분부분 결정 배열방향이 다른 것으로 확인됐다. 배열 방향이 달라지는 경계 부분에서는 표면 뒤틀림이 발생하는 것으로 확인돼, 상용화 시 극복이 필요한 것으로 지적된다.
울산과기대(UNIST, 총장 조무제) 이종훈 교수(기계신소재공학부ㆍ사진)는 미 UC버클리대 김관표 연구원(물리학과 박사과정)과의 공동연구를 통해 대면적 합성된 그래핀이 단일 결정구조의 단결정이 아니라 결정의 정렬방향이 부분부분 다르고, 정렬방향이 바뀌는 경계에는 탄소원자가 오각형과 칠각형으로 이어져 있다는 사실을 개별 탄소 원자관찰을 통해 밝혀냈다고 23일 밝혔다.
그래핀은 투명해 광학현미경이나 전자현미경, 레이저로도 보기가 힘들다. 이 교수는 나노전자회절과 암영상 촬영법이라는 분석방법을 고안해 전자현미경으로 그래핀의 결정 정렬방향과, 결정 흐름이 바뀌는 경계면(결정입계)을 구별하는 방법을 개발했다. 또 한발 나아가 원자 하나하나를 볼 수 있는 첨단 장비인 `원자분해능 수차보정 투과전자현미경'을 이용해 그래핀의 구조를 들여다봤다. 그 결과 결정입계에서는 탄소원자가 육각형이 아닌 오각형, 칠각형이 연결돼 있고, 표면이 뒤틀린다는 것을 영상으로 확인했다.
연구계가 대면적 그래핀에 결정입계가 존재할 것으로 예측해왔지만 실제 그 구조를 실험으로 확인한 것은 이번이 처음이다.
이종훈 교수는 "결정입계는 통상 모든 재료의 기계적, 열적, 전기적 성질을 특징짓는 중요한 요소"라며 "이것이 반도체의 결함을 가져올 수도 있지만 반도체 특성제어에도 활용될 수 있을 것으로 본다"고 말했다.
이번 연구성과는 나노분야의 학술지인 `ACS나노' 22일자에 표지논문으로 게재됐다.
안경애기자 naturean@
[저작권자 ⓒ디지털타임스 무단 전재-재배포 금지]
울산과기대(UNIST, 총장 조무제) 이종훈 교수(기계신소재공학부ㆍ사진)는 미 UC버클리대 김관표 연구원(물리학과 박사과정)과의 공동연구를 통해 대면적 합성된 그래핀이 단일 결정구조의 단결정이 아니라 결정의 정렬방향이 부분부분 다르고, 정렬방향이 바뀌는 경계에는 탄소원자가 오각형과 칠각형으로 이어져 있다는 사실을 개별 탄소 원자관찰을 통해 밝혀냈다고 23일 밝혔다.
그래핀은 투명해 광학현미경이나 전자현미경, 레이저로도 보기가 힘들다. 이 교수는 나노전자회절과 암영상 촬영법이라는 분석방법을 고안해 전자현미경으로 그래핀의 결정 정렬방향과, 결정 흐름이 바뀌는 경계면(결정입계)을 구별하는 방법을 개발했다. 또 한발 나아가 원자 하나하나를 볼 수 있는 첨단 장비인 `원자분해능 수차보정 투과전자현미경'을 이용해 그래핀의 구조를 들여다봤다. 그 결과 결정입계에서는 탄소원자가 육각형이 아닌 오각형, 칠각형이 연결돼 있고, 표면이 뒤틀린다는 것을 영상으로 확인했다.
연구계가 대면적 그래핀에 결정입계가 존재할 것으로 예측해왔지만 실제 그 구조를 실험으로 확인한 것은 이번이 처음이다.
이종훈 교수는 "결정입계는 통상 모든 재료의 기계적, 열적, 전기적 성질을 특징짓는 중요한 요소"라며 "이것이 반도체의 결함을 가져올 수도 있지만 반도체 특성제어에도 활용될 수 있을 것으로 본다"고 말했다.
이번 연구성과는 나노분야의 학술지인 `ACS나노' 22일자에 표지논문으로 게재됐다.
안경애기자 naturean@
[저작권자 ⓒ디지털타임스 무단 전재-재배포 금지]
