IBS, 30종의 표면 패턴 지닌 박막의 대면적화 실현
IBS 제공
30여 종류의 다양한 표면 패턴을 가진 단결정 금속 박막을 대면적으로 제조할 수 있는 기술이 개발됐다.
기초과학연구원(IBS) 다차원 탄소재료 연구단 펑딩 그룹리더 연구팀은 중국, 스위스 연구팀과 함께 그래핀과 같은 고성능 2차원 소재 합성을 위한 금속 기판의 표면 패턴을 다양화하는 데 성공했다고 28일 밝혔다.
금속기판은 2차원 소재를 합성할 때 주형으로 사용되는 데, 표면 패턴에 따라 2차원 소재의 배열 방향과 단결정·다결정 성질이 결정된다.
그동안 2차원 소재는 주로 단결정 금속기판을 주형으로 사용해 합성했다. 하지만, 금속기판의 패턴 종류가 한정적이고, 면적도 작아 합성할 수 있는 2차원 소재의 종류와 물성에 한계가 있었다.
연구팀은 구리 단결정을 절단해 원하는 패턴을 가진 파편을 얻었다. 이어 파편을 구리 다결정에 부착한 뒤 녹는점에 가까운 고온(1020℃)에서 수 시간에 걸쳐 천천히 식혀 물성을 변화시킨 결과, 파편 주변의 결정들이 파편과 동일한 패턴으로 재배열되고, 점점 넓은 범위로 확장되는 것을 확인했다. 연구팀은 이런 방법을 통해 A4종이와 유사한 크기의 대면적(39×21㎠) 단결정 구리박막을 합성했다.
펑딩 IBS 그룹리더는 "다양한 결정면을 가진 대면적 단결정 금속박막 제작은 재료과학 분야의 오랜 숙원과제였다"며 "구리, 니켈뿐 아니라 다양한 금속을 대면적 금속박막의 형태로 제조하는 데 널리 활용될 것"이라고 말했다.
이 연구결과는 세계적 학술지 '네이처' 온라인판(28일자)에 실렸다.이준기기자 bongchu@dt.co.kr
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