화학뉴스

국내 연구진이 그래핀을 흑연에서 결점 없이 떼어내는 박리법을 개발했다.
한국연구재단은 아주대 이재현 교수, 목포대 손석균 교수, 삼성디스플레이 조성호 상무 공동 연구팀이 흑연에서 그래핀을 결점 없이 떼어내는 박리법을 개발했다고 밝혔다.
그래핀은 흑연의 한층에서 떼어낸 벌집 모양의 2차원 물질로 전기·화학적 특성이 우수해 반도체 분야에서 꿈의 신소재로 불리고 있다.
기존에는 테이프로 흑연의 표면에서 그래핀을 기계적으로 떼어내는 박리법을 주로 사용했으나 그래핀의 두께가 수나노미터 수준으로 얇아 층수와 면적을 제어하기 어렵다는 문제가 지적됐다.
흑연과의 결합력이 큰 팔라듐과 니켈 등으로 표면을 코팅하고 테이프를 떼어내면 생각했던 것보다 균열이 커져 그래핀이 너무 두꺼워지는 것으로 알려졌다.
연구팀은 테이프로 떼어낼 때 생기는 균열의 크기와 방향을 원자 수준에서 제어해 원하는 면적과 층수의 그래핀을 얻는데 성공했다.
그래핀 층 사이의 결합력과 비슷한 수준의 금(Au)으로 흑연 표면을 코팅한 뒤 테이프로 떼어내면 균열이 수직 방향이 아닌 수평 방향으로 생겨 단층의 그래핀만 분리해낼 수 있고 층수는 단일 층부터 최대 40층까지 제어할 수 있다.
제작할 수 있는 단일 층 면적은 수밀리미터 수준으로 기존 박리법보다 4000배 이상 넓고, 그래핀 밀도도 훨씬 높은 것으로 알려졌다.
이재현 교수는 “무결점 그래핀 구현에 다가감으로써 그래핀의 산업적 응용에 기여할 것”이라고 강조했다.
연구 성과는 10월28일 국제 학술지 사이언스 어드밴시스(Science Advances)에 게재됐다. (K)