국내연구진, 그래핀 결함 분석 기술 개발

[아시아경제 권용민 기자] 국내 연구진이 그래핀 나노소재의 전기·기계적 특성에 큰 영향을 미치는 결정면과 결함 발생 분포를 액정을 이용해 분석할 수 있는 기술을 개발했다.

그래핀은 탄소원자가 벌집 모양으로 결합된 단일 탄소원자층으로 전도성이 뛰어나면서 투명하고 유연해 착용형 전자기기의 투명전극 소재로 기대를 모으고 있다.

나노기반소프트일렉트로닉스연구단의 안종현 교수(연세대학교 전기전자공학부)와 진왕철 교수(포스텍 신소재공학과), 손정호 박사(삼성디스플레이 책임연구원) 등 연구팀은 액정표시장치(LCD) 디스플레이에 사용하는 액정 소재를 그래핀 박막위에 코팅할 때, 그래핀의 결정면과 내부 결함이 달라진다는 사실을 확인하고 외부 내력에 의한 광학적 특성 변화와 그래핀 전기적 특성 변화와의 상관관계를 밝혀냈다고 30일 밝혔다.

액정을 그래핀 위에 코팅하면 시간이 지남에 따라 액정 분자가 그래핀 결함부분을 통해 고무기판에 흡수가 되는데, 액정의 광학상 변화로 결함의 위치와 결함의 분포를 파악할 수 있게 된 것이다.

특히 이번에 연구팀이 개발한 기술은 액정 소재를 이용해 그래핀 박막의 결정 구조와 내부 결함 분포를 광학적으로 분석하는 데 성공한 것으로, 그동안 그래핀 구성 결정면들의 분포상태와 내부 결함의 발생과정과 분포상태를 관찰하려면 전자현미경을 통한 복잡한 공정을 거쳐야만 했다.

실제 그래핀은 1나노미터(㎚) 미만의 박막으로, 그 두께가 너무 얇고 박막 형성 과정이 복잡해 그 구조를 분석하고 제어하기 어려웠다.

연구팀은 "이 연구는 그래핀의 결정면과 결함 분포와 발생의 효과적 관찰을 통해 그래핀의 전기적 특성 변화의 원인을 규명하는 방법을 제시한 것으로, 이를 바탕으로 그래핀의 결함 제어 방법을 가능하게 해 향후 착용형 전자소자 등에 그래핀 소재를 상업화하는 데 밑거름이 될 것"이라고 연구 의의를 밝혔다.

권용민 기자 festym@asiae.co.kr