플라스틱산업 사출 / 압출 / 금형 /원료

<사진> 그래핀 웨이퍼의 실제사진과 그래핀 웨이퍼 표면의 가상 이미지(사진. 성균관대학교)

‘그래핀’ 반복 합성 첫 성공, 꿈의 소재 상용화 앞당겨

- 전자이동 속도 실리콘의 100배, ‘분절성’ 문제 해결

꿈의 소재로 불리는 ‘그래핀’ 제조에서 한국이 독보적 위치를 선점하게 됐다.
성균관대는 공과대학 신소재공학부 황동목 교수, 이재현 박사 등 연구팀이 삼성전자종합기술원 나노일렉트로닉스랩과 공동으로 반도체 웨이퍼(얇은 판) 위에 분절 없이 연속된 넓은 면적의 그래핀을 반복적으로 합성하는 기술을 세계 최초로 개발했다고 밝혔다.
그래핀은 기존 전자기판에 사용된 실리콘보다 전자이동 속도가 100배 빠르고 열전도성도 뛰어나다. 이는 전자기기 회로기판에 그래핀이 사용되면 정보를 빠른 속도로 전달할 수 있게 된다는 뜻이다. 또 다이아몬드와 같은 탄소소재의 특성상 강철보다 200배 이상 강한 강도를 자랑한다. 종이와 같은 평면 구조여서 늘리거나 구부리는 등 신축성 면에서도 뛰어나 휘어지는 디스플레이 패널이나 입는 컴퓨터 등에도 활용할 수 있다.
이처럼 활용 잠재력이 무궁무진한 소재지만, 기존 그래핀은 ‘분절성’이 문제점으로 지적돼 왔다. 탄소원자의 연결 상태가 스카프와 같이 하나의 단일면으로 구성된 게 아니라, 조각조각의 천을 이어 붙인 조각보 형태였던 것이다. 조각보의 천 조각 사이 연결 부위가 자연스럽지 않듯, 분절된 면 때문에 그래핀이 가진 고유의 성질을 십분 발휘할 수 없었다.
이번 연구팀의 성과는 반도체 기판 위에 분절성 없이 연결된 그래핀을 씌울 수 있도록 하는 원천기술을 개발한 것이다. 이는 그래핀의 기존 제약을 한 번에 없애줄 신기술로 평가받고 있다.
새로운 방식은 게르마늄 촉매 표면 위에서 그래핀을 생성한 뒤 이를 손쉽게 분리할 수 있으며, 사용된 게르마늄 판을 재사용하는 방식이라 친환경적이라는 평가도 받고 있다.

■ 성균관대학교 www.skku.edu