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차세대 반도체소재 ‘그래핀’ 대량생산 기술 개발


국내연구진 세계 처음… 네이처 인터넷판 게재
전자종이-휘는 디스플레이 등 실용화 앞당겨

현재 사용되는 실리콘 반도체를 대체할 유력 물질로 꼽히는 ‘그래핀(Graphene)’을 대량생산하는 기술이 세계 최초로 국내에서 개발됐다.

그래핀은 탄소 원자들이 벌집 모양의 평면을 이루는 물질로, 지금까지는 연필심을 스카치테이프로 떼어내는 방식을 이용해 소량밖에 얻지 못했다.

이번 대량 합성법의 발견으로 과학자들은 수백∼수천 배 큰 그래핀으로 연구할 환경을 갖추게 됐다.

성균관대 성균나노과학기술원 홍병희 교수와 김근수 박사, 삼성전자종합기술원 최재영 박사팀은 니켈판에 탄소막을 형성시키는 방법으로 그래핀을 대량 합성하는 데 성공했다고 14일 밝혔다.

이번 연구는 학술적 중요성을 인정받아 영국에서 발행되는 네이처 14일자 인터넷판에 별도 기사와 함께 소개됐다.





그래핀
그래핀은 메모리 등에 사용되는 실리콘보다 전자가 100배 이상 빨리 흐르고 구리보다 100배 많은 전류가 흐르는 물질이다. 접거나 휘어져도 전기적 성질이 바뀌지 않아 차세대 디스플레이인 전자종이나 휘는 디스플레이 재료로 활용할 수 있다.

미국 매사추세츠공대(MIT)가 발행하는 기술 분야의 세계적 권위지 ‘테크놀로지리뷰’는 지난해 그래핀을 미래 10대 유망 기술로 선정하기도 했다.

연구팀은 이날 지름 10cm 크기의 그래핀 웨이퍼(사진)도 함께 공개해 실용화 단계에 근접했음을 보여줬다. 지금까지 연구자들은 스카치테이프에서 떼어낸 몇 mm 크기의 그래핀 샘플로 연구를 해야 했다.

홍 교수는 “그래핀은 대용량 메모리, 휘는 디스플레이, 차세대 태양전지 등 여러 방면에 사용할 수 있어 최근 세계 과학계가 가장 주목하는 소재”라며 “이번 연구는 그래핀 실용화를 위해 꼭 넘어야 할 크기 문제를 해결한 것”이라고 설명했다.

이번 연구는 국내 대학과 기업 연구소의 완벽한 산학협력을 통해 이뤄졌다는 점에서 의미가 크다.

또 그래핀 연구 분야의 세계적 권위자이자 노벨상에 가장 근접한 한국 과학자로 꼽히는 김필립 미국 컬럼비아대 교수가 공동저자로 참여해 권위를 더했다.

 

박근태 동아사이언스 기자 kunta@donga.com




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