[목포뉴스/신안신문] 목포대학교(총장 박민서)는 손석균 교수(목포대학교), 이재현 교수(아주대학교), 조성호 상무(삼성디스플레이)가 공동으로 주관한 국내 연구팀(제1 저자 문지윤 연구원, 김민수 박사)이 층수가 제어된 대면적 그래핀 박리법(테이프의 접착력을 이용해 흑연으로부터 그래핀을 기계적으로 분리해 내는 방법)을 개발했다고 밝혔다.
이번 연구는 과학기술정보통신부와 한국연구재단이 추진하는 기초연구실 사업과 생애 첫 연구사업 지원으로 수행됐다.
연구 결과는 그래핀의 산업적 응용의 걸림돌 가운데 하나인 무결점 그래핀 확보를 위한 새로운 대안을 제시할 수 있을 것으로 기대되어 국제학술지 ‘사이언스 어드밴시스(https://advances.sciencemag.org/content/6/44/eabc6601)’에 10월 28일(수) 게재됐다.
그래핀은 탄소 원자들의 육각형 격자를 이루며 규칙적으로 배열된 구조를 가진 단일 원자 층 두께의 대표적인 결정성 2차원 물질로, 매우 뛰어난 전기적, 기계적 특성을 가지고 있어 유연 디스플레이 및 전자소자 등에 응용될 꿈의 신소재로 불려왔다.
하지만 탄소가 벌집 모양으로 결합한 단일 층의 평면 그래핀은 10만 층을 쌓아야 머리카락 굵기가 될 정도로 얇아 반복 작업과 작업자의 숙련도에 의존하여 그래핀의 면적과 층수, 수율을 제어하는 것이 어려운 단점을 가지고 있었다.
이에 연구팀은 테이프로 떼어낼 때 생기는 균열의 크기와 방향을 원자 수준에서 제어하여, 제어된 층수의 대면적 그래핀을 얻는 데 성공하였다. 흑연 위에 특정 금속 박막을 증착하여 균열의 깊이와 방향을 무작위가 아니라 선택적으로 제어한 것이다.
반면 흑연과의 결합력이 금보다 큰 팔라듐, 니켈, 코발트로 코팅하고 테이프로 떼어내면 최초로 형성되는 균열이 더 깊어져 결과적으로 더 많은 층수의 그래핀이 얻어진다고 소개하였다.
아울러 본 연구에 공동 저자로 참여한 물리학과 최준희 연구원은 목포대학교 물리학과에서 진행된 무결점 그래핀 박리 연구에 참여할 수 있어서 2차원 소재와 관련된 반도체 물리학에 더 많은 것을 배울 수 있었다고 전했다.
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