그래핀 상용화 `성큼`

전용석ㆍ박영우 교수팀, n형 반도체 제조기술 개발

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그래핀 상용화 `성큼`
그래핀 반도체 상용화를 위한 과제 중 하나였던 n형 반도체 제조기술이 국내 연구진에 의해 개발됐다.

울산과학기술대(UNIST) 전용석ㆍ김병훈 교수(친환경에너지공학부)와 서울대 박영우 교수(물리천문학부), 홍성주 박사과정생, 건국대 이상욱 교수, 한국에너지기술연구원 이정철 박사 연구팀은 상온에 노출된 수소가스를 그래핀 표면에 흡착시켜 그래핀 기반 n형 반도체를 만드는 데 성공했다고 3일 밝혔다.

`꿈의 신소재'로 불리는 그래핀에 반도체 성질을 부여하기 위해 지금까지 값비싼 귀금속을 그래핀에 도핑(n형 반도체)하거나 수소 플라즈마(p형 반도체) 처리를 했다. n형 반도체는 전자가 전류를 운반하고, p형 반도체는 정공이 전류를 운반하는 방식이다.

연구팀은 탄소원자가 일부 떨어져 나간 그래핀을 수소분자에 노출시키면 수소분자가 분리되면서 만들어진 수소원자가 그래핀과 결합하는 과정에서 비국소적 전자(특정한 곳에 머물지 않고 이동하는 전자)가 만들어져 n형 그래핀이 만들어진다는 사실을 확인했다.

이 방법은 기존 공정에 비해 간단할 뿐만 아니라 경제성이 높다는 것이 강점이다. 특히 미래 수소경제를 열기 위한 핵심기술 중 하나인 수소저장 기술에서 그래핀 이용 가능성을 확인했다는 점에서 의미가 있다.

전용석 교수는 "공기 중에서 수소가스에 노출시키는 과정만으로 안정한 n형 반도체 소자를 제조하는 데 성공함으로써, 저비용 고효율 반도체 소자 개발에 기여할 것으로 기대한다"고 밝혔다.

이 연구는 교육과학기술부 지원하에 이뤄졌으며, 네이처가 발행하는 학술지인 `사이언티픽 리포트' 9월25일자 온라인판에 게재됐다.

안경애기자 naturean@




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