韓 연구진, 그래핀 품질 높이는 합성 기술 개발

국내 연구진이 '꿈의 나노 물질'로 불리는 그래핀을 고품질,대면적으로 합성할 수 있는 기술을 개발했다.

한국연구재단은 윤순길 충남대학교 교수(신소재공학과) 연구팀이 티타늄(타이타늄)을 이용해 기존 공정의 단점을 극복하고, 저온에서 그래핀을 합성하는 기술을 개발했다고 19일 밝혔다.

그래핀은 전기 전도도와 열 전도성이 높고, 기계적 강도가 강하면서도 유연성과 투명성도 우수해 이차전지,디스플레이 등 분야에서 주목받는 신소재다.

기존 그래핀 합성은 원료 증기를 기판 위에 흐르게 하고 외부 에너지를 가해 박막을 형성하는 화학 증착법을 주로 썼다. 하지만 화학 증착법은 그래핀을 반드시 다른 기판 위에 옮기는 전사공정이 필요한데, 이 과정에서 품질 저하 등의 문제가 발생한다.

연구팀은 타이타늄이 그래핀을 구성하는 탄소와 같은 결정 구조를 갖고, 탄소와의 결합력도 우수하다는 점에 주목했다. 연구팀은 타이타늄으로 그래핀 주름을 제거하는 연구 성과를 활용해 10나노미터(㎚, 10억분의 1m) 두께의 타이타늄층 위에 그래핀을 합성하는 기술을 개발했다.

이 기술을 활용하면 150도의 비교적 낮은 온도에서 고품질 그래핀을 넓은 면적으로 합성할 수 있어 공정 효율성과 응용 가능성을 크게 개선할 수 있을 것으로 연구팀은 내다봤다.

윤순길 교수는 "이 연구는 기존 그래핀 소재의 단점을 보완한 새로운 개념의 무결점,대면적 그래핀을 직접 성장시키는 제조 기술을 개발한 것이다"며 "그래핀이 투명하고 유연한 전자소자에 응용될 뿐만 아니라 금, 구리 등 기존 금속 전극을 대체할 수 있도록 기여할 것이다"라고 말했다.

IT조선 노동균 기자 saferoh@chosunbiz.com