그래핀합성 및 이의 응용
| 연구책임자 | 김수영 |
| 소속 | 중앙대학교 |
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| 강의개요 | 그래핀은 전세계가 주목하는 물질이다. 미국 물리학회와 영국 학술지 `Nature Nanotechnology`는 그래핀을 미래 정보기술을 바꿀 가장 주목할 만한 신소재로 꼽고 있으며, 미국 매사추세츠공대(MIT)가 펴내는 ‘Technology Review’도 그래핀 트랜지스터를 10대 유망 기술 중 하나로 꼽기도 했다. 그래핀은 2004년 영국 맨체스터 대학교의 앙드레 게임 팀과 러시아 마이크로일렉트로닉스 연구소의 연구팀이 처음 만든 것으로 겨우 원자 한 개의 두께를 가진 2차원 탄소 구조체이다. 이 신소재는 꿈의 신소재로 불리고 있으며, 실리콘 기술을 대체할 뿐 아니라 그것을 능가하는 파급력을 가진 차세대 나노 기술로 전자산업의 패러다임을 바꿀 히트 상품으로 예견되고 있다. 그래핀은 탄소로 이루어진 물질로 흑연과 다이아몬드, 플러렌과 동소체이다. 흑연을 물리적으로 분리시켰을 때 만들어지는 하나의 단층이다. 2차원의 벌집 모양 격자 구조를 가지고 있다. 이 탄소층은 여러 가지 우수한 성질을 갖고 있다. 그래핀은 두께가 0.35 nm로 원자1개의 두께이면서 물리적, 화학적으로 안정성이 높다. 또 전자 유동성과 열전도성이 높다. 그래핀 안에서는 전자가 정지 질량이 없는 상대론적 입자처럼 행동하고 약 초속 1 ⅹ 106m로 움직인다는 것이다. 비록 이 속도가 진공 중의 빛의 속도보다 300배나 느린 것이지만 일반 도체나 반도체 내의 전자의 속도보다는 훨씬 빠른 것이다. 또한 상온에서 구리보다 단위 면적당 100배 많이, 실리콘 보다 100배 빠른 속도로 전류를 전달할 수 있다. 뿐만 아니라 열전도성이 최고라는 다이아몬드 보다 2배 이상 열전도성이 높다. 기계적 강도는 강철보다 200배 이상 강하다. 게다가 신축성이 좋아 늘리거나 접어도 전기전도성을 잃지 않는다. 이러한 특징들은 그래핀이 실제적으로 기술에 적용될 수 있게 해준다. 대표적인 예로는 전자공학, 혼합물, 분자 기체 센서, 에너지의 저장 및 변환의 분야 등이다. 이러한 꿈의 신소재인 그래핀에 대해서 본 연구를 통해서 알아보고자 한다. |
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