'꿈의' 그래핀..상용화 가능성 열리나?

머니투데이

유현정 기자

국내 연구진이 미국의 컬럼비아대학 연구팀과 공동으로 그래핀 전자소자 개발에 성공했다. 이에 따라 그간 이론적으로만 '꿈의 소재'라 불렸던 그래핀이 현실에서 상용화 될 가능성이 한층 높아졌다.

↑ 이창구 성균나노과학기술원 기계공학과 교수

28일 성균관대에 따르면 이 대학 기계공학과 이창구 교수팀은 기존에 그래핀 전자소자에 쓰이던 산화실리콘을 2차원 물질인 '보론 나이트라이드(BN)'로 대체, 그래핀의 전자적 성질을 극대화해 최고 품질의 그래핀 전자소자를 만드는 데 성공했다.

이 연구는 이 교수가 최근까지 미국 컬럼비아대학에 재직하면서 진행했던 것이다. 연구 결과는 세계적인 과학저널 '네이처 나노테크놀로지' 10월호에 발표됐다.

기존에 그래핀 소자를 만드는 데 사용됐던 산화실리콘은 표면이 거칠고 불순물이 흡착돼 있어 전하의 흐름을 방해하는 것으로 알려졌다. 그러나 이번 연구를 통해 새로운 물질인 BN을 기판으로 사용하고 그 위에 그래핀을 적층하는 기술을 개발함으로써 이 문제를 거의 완벽하게 해결하게 됐다는 게 이 교수의 설명이다.

그래핀은 전기전도도 및 전자이동도가 매우 우수하지만 그 동안 적절한 기판을 찾지 못해 고유 성능을 발휘하는 소자를 만드는 데 한계가 있어 왔다. 따라서 이번 개발을 통해 그래핀이 최고 성능을 발휘할 수 있는 테라헤르츠(THz)급 전자소자 및 트랜지스터의 상용화 가능성을 열게 됐다는 점에서 그 의미가 크다는 평가다.

이 교수는 "그래핀은 그간 실험실에서의 이론적 성능은 좋았지만 실제적으로 만들려고 하면 성능이 좋지 않아 상용화 가능성이 낮은 것으로 평가됐었다"며 "이번에 기판을 바꿔 실제 성능이 매우 좋아져 전자소자로의 연구에 큰 돌파구를 마련하게 됐다"고 말했다.

그는 "반도체에 그래핀을 적용하지 못하는 데에는 기판 문제와 디지털 회로라는 두 가지 큰 문제가 있었는데 이번 연구개발로 한 가지 장애를 극복하게 됐다"고 덧붙였다.