그래핀 소재 결함 분석 新기술 개발

머니투데이

류준영 기자

(사진 왼쪽부터)안종현 교수(연세대학교 전기전자공학부) 손정호 박사(삼성디스플레이 책임연구원), 백승재 연구원(연세대학교 전기전자공학부)

국내 연구진이 그래핀 나노소재의 전기·기계적 특성에 큰 영향을 미치는 결정면과 결함 발생 분포를 효율적으로 분석할 수 있는 기술을 개발했다.

차세대 투명전극 소재로 주목받고 있는 그래핀이 실제 전자소자에 응용되기 위해선 그래핀 구성 결정면들의 분포상태와 내부 결함의 발생과정과 분포상태를 관찰하는 방법이 필요하다.

하지만 지금까지 관찰법은 전자현미경을 통한 복잡한 공정을 거쳐야 하므로 효율적 관찰이 어려웠다.

이에 안종현 교수(연세대학교 전기전자공학부)와 진왕철 교수(포스텍 신소재공학과), 손정호 박사(삼성디스플레이 책임연구원), 백승재 연구원(연세대학교 전기전자공학부)이 공동연구팀은 액정 소재를 이용해 그래핀 박막의 결정 구조와 내부 결함 분포를 광학적으로 분석했다고 30일 밝혔다.

또 이를 토대로 외부 기계적 응력 변화에 대해 그래핀 내부에서 발생하는 결함 발생 과정을 관찰하는 데도 성공했다.

연구팀은 LCD 디스플레이에 사용하는 액정 소재를 그래핀 박막위에 코팅할 때, 그래핀과 상호작용에 의해 결정면과 내부 결함에 의해 광학적 특성이 달라진다는 사실을 확인하고, 외부 응력에 의한 광학적 특성 변화와 그래핀 전기적 특성 변화와의 상관관계를 밝혀낸 것.

이 기술을 이용하면 기존의 복잡한 공정없이 그래핀의 결정면과 내부 결함 분포를 쉽게 관찰할 수 있다. 또 대면적 그래핀의 특성을 분석하는 데 시간과 비용을 획기적으로 줄일 수 있다.

연구팀은 "이번 연구결과는 향후 착용형 전자소자 등에 그래핀 소재를 상업화하는 데 밑거름이 될 것"이라고 말했다.

이번 성과는 나노과학분야 세계적 학술지인 네이처 커뮤니케이션즈 이달 24일자 온라인판에 게재됐다.