UNIST 연구팀 그래핀 구조 규명에 성공

(아주경제 권석림 기자) 울산과기대(UNIST)는 이종훈 기계신소재공학부 교수와 김관표 연구원(미국 UC 버클리대 물리학과 박사과정) 팀이 ‘꿈의 신소재’인 그래핀의 상용화 연구에 필요한 그래핀의 구조를 규명했다고 23일 밝혔다.

이 교수팀의 연구 결과는 ‘다결정(多結晶) 그래핀의 결정입계 규명’이라는 제목의 논문으로 나노분야의 과학저널인 ‘ACS NANO’의 22일 자에 표지커버와 연구 전망 논문 주제로 소개됐다.

이 교수팀이 발표한 논문은 그래핀 구조가 단결정이라는 학계의 일반적 관념을 깼다.

그래핀은 △합성된 물성에 결정적인 영향을 미칠 수 있는 결정입계가 존재하는 다결정체이며 △통상적인 그래핀 구조로 알려진 육각형 배열에서 벗어나 오각형과 칠각형이 연속되는 원자배열을 하고 있다는 사실을 개별 탄소 원자관찰을 통해 밝혀낸 것이다.

그래핀을 반도체 소자로 상용화하려면 결정입자의 크기를 제어하는 고품질의 대(大)면적 그래핀 합성기술과 구조 규명이 필수과제다.

이 때문에 이 연구 결과가 그래핀 결정입계의 이론 해석과 상용화 등 응용 연구에 크게 이바지할 것으로 평가받고 있다.

그래핀은 인류가 만들어 낸 최초의 ‘2차원 결정체’로 현존하는 물질 중 가장 단단하고 얇은 물질이다.

상온에서 열 전도율이 가장 좋고 구리보다 전류밀도(단위면적당 전자를 보낼 수 있는 양)가 100만배 이상 좋다. 이 때문에 지금보다 수백 배 이상 빠른 반도체를 만들 수 있는 꿈의 신소재로 주목받고 있고 종이처럼 구겨도 깨지지 않는 ‘플렉서블 디스플레이’의 원천 기술로 주목받고 있다.