전자기기용 ‘그래핀’ 실용화에 한걸음

(아주경제 권석림 기자) 금속 위에서 합성된 넓은 면적(대면적)의 그래핀을 실용화하기 위한 최대의 걸림돌인 그래핀 분리기술을 저렴하면서도 친환경적으로 처리할 수 있는 획기적인 방법이 국내 연구진에 의해 개발됐다.

그래핀(Graphene)은 흑연의 표면층을 한 겹만 떼어낸 탄소나노물질로, 높은 전도성과 전하 이동도를 갖고 있어 향후 응용 가능성이 높아 꿈의 신소재로 불린다.

교육과학기술부와 한국연구재단은 김택수·조병진 한국과학기술원(KAIST) 교수연구팀이 금속위에서 합성된 그래핀의 접합에너지를 정밀측정한 후 이를 이용하면 그래핀을 금속으로부터 쉽게 분리할 수 있다는 사실을 밝혀냈다고 29일 밝혔다.

또 이 방법을 사용해 기계적으로 분리된 그래핀을 다른 기판에 전사하지 않고 곧바로 그 위에 전자소자를 제작하는데 성공, 기존의 복잡한 그래핀 생산단계를 획기적으로 줄였다.

그래핀을 떼어낸 뒤 그 금속기판을 수차례 재활용해 그래핀을 반복적으로 합성해도 처음과 같은 양질의 그래핀을 합성할 수 있음도 확인해 친환경·저비용 그래핀 양산기술에 새로운 길을 열었다.

이번 연구결과를 통해 매우 간단한 단일 공정만으로 그래핀을 금속으로부터 손쉽게 떼 내어 그래핀 응용소자를 제작할 수 있음에 따라, 앞으로 그래핀 상용화를 크게 앞당길 수 있을 것으로 전망된다.

조병진 교수는 "이번 연구는 그래핀과 촉매금속간의 접합에너지를 정밀 측정하는데 성공, 그 결합상태를 규명했다는 점에서 학문적 의의가 있다"며 "실제 그래핀 생산기술에 활용해 지금까지 대면적 그래핀 실용화의 가장 큰 기술적 문제를 해결했다”고 말했다.