UNIST는 권순용 신소재공학부 교수팀과 김성엽 기계항공 및 원자력공학부 교수팀이 구리 기판에 성장시킨 그래핀 결함을 광학현미경과 전자현미경으로 간단히 찾아내는 기술을 개발했다고 29일 밝혔다.
연구팀이 개발한 기술은 그래핀을 공기 중에서 열처리해 구리 기판을 산화시키는 방식으로, 결함 있는 그래핀 아래쪽만 산화돼 붉은 녹 자국이 생겨 현미경으로 그래핀 결함을 찾을 수 있게 된다.
그래핀은 탄소 원자 한 층으로 이뤄진 얇은 물질로 강철보다 단단하고 열이나 전기를 잘 전달하며 유연한 성질이 있어 투명전극이나 차세대 반도체 등에 쓰일 '꿈의 신소재'로 불린다.
하지만 대면적으로 제작하는 과정에서 생기는 결함 때문에 상용화가 어려웠다. 기존에는 그래핀 결함을 찾아내기 위해 액정(LCD)을 코팅하거나 자외선(UV)을 쪼여 달라진 부분을 확인하는 방법을 사용했다. 하지만 이 방법들은 다른 물질이나 장비가 필요한 데다 복잡하다는 단점이 있었다.
연구팀은 그래핀을 공기 중에서 200℃ 이하로 열처리하면서 나타난 현상을 관찰하는 간단한 방법을 개발했다. 그래핀에 결함이 있으면 공기 중 수분이 스며들어 구리 기판을 산화시킨다. 이때 생긴 녹 자국을 전자현미경으로 촬영해 나노미터(㎚·10억 분의 1m) 크기로 시각화한다.
권순용 교수는 "앞으로 구리 기반 전자소자 연결 소재 영역에서 그래핀을 도입할 발판을 마련했다"며 "고품질 그래핀 시트를 기반으로 다양한 차세대 전자소자에 그래핀을 적용하는 연구가 가속화될 것"이라고 말했다.
이번 연구결과는 국제 학술지 '네이처 커뮤니케이션'에 게재됐다.
남도영기자 namdo0@
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