화학뉴스

실리콘(Silicon)에 비해 100배 이상 빠르게 전자를 이동시킬 수 있는 차세대 소재 그래핀(Graphene)을 원하는 기판 위에 쉽게 옮겨 붙이고 성능을 오래 유지시킬 수 있는 기술을 국내 연구진이 개발했다.
미래창조과학부는 포항공과대학교(POSTEC) 화학공학과 조길원 교수와 김현호 연구원, 정윤영 박사 연구팀이 물을 사용하지 않고도 그래핀을 원하는 기판에 전사시키고 습한 환경에 노출되더라도 성능을 오랫동안 유지시킬 수 있는 <유연 그래핀 트랜지스터 제작기술>을 개발했다고 6월3일 발표했다.
그래핀으로 실용적인 전자소자를 만들기 위해서는 수 cm 크기의 고품질 그래핀을 화학기상 증착법을 이용해 합성한 뒤 원하는 기판 위에 전사시키는 과정이 필요하다.
전사과정에서 원자 한 개 층으로 이루어진 그래핀이 찢어지거나 접히는 것을 방지하기 위해 큰 표면장력을 갖는 물을 사용한다.
그러나 연구팀은 단층 극성 고분자 지지층을 2겹의 중성 고분자로 구성해 그래핀을 코팅한 후 물 위에 띄워 전사시키고 물을 완전히 말려 최종 기판에 다시 전사하는 방법으로 유연한 플래스틱 기판 위에 고성능 그래핀 트랜지스터를 제작하는데 성공했다.
기존 그래핀 전사방식에서 문제가 됐던 물의 영향을 없앴을 뿐만 아니라 그래핀 트랜지스터가 약 80%의 높은 상대습도에 노출됐을 때에도 고성능을 유지시키는 데 성공한 것으로 알려졌다.
조길원 교수는 “연구팀이 개발한 그래핀 제작기술은 그래핀 전자소자 뿐만 아니라 고성능 유연 전자소자 상용화에 기여할 것”이라고 강조했다.
미래창조과학부의 글로벌 프론티어사업의 지원으로 진행됐으며 연구결과는 재료과학 분야의 세계적인 학술지인 Advanced Materials의 5월28일자 표지논문으로 게재됐다.