삼성전자-성균관대, 그래핀 혁신 기술 개발… 상용화 앞당긴다

아주경제 이재영 기자 = 삼성전자 종합기술원이 성균관대와 공동으로 꿈의 신소재인 그래핀의 상용화를 앞당길 수 있는 합성방법을 세계 최초로 개발했다.

삼성전자 종합기술원은 성균관대 신소재공학부와 공동으로 웨이퍼크기의 대면적 단결정 그래핀을 성장시킬 수 있는 획기적인 방법을 세계 최초로 개발해 냈고, 세계 최고 권위 과학저널인 사이언스지에 게재될 예정으로 그 연구결과의 중요성을 인정받아 '사이언스 온라인 속보'에 4일자(한국시간)로 소개됐다고 밝혔다.

그래핀은 현재 가장 많이 사용되는 반도체 소재인 실리콘에 비해 100배 이상의 전자 이동도를 가지고 있으며 강철보다 강한 강도와 열전도성, 신축성 등을 가지고 있어 차세대 전자소자인 플렉시블 디스플레이, 웨어러블 전자 소자 등에 활용할 수 있는 '꿈의 신소재'로 부각되고 있다.

현재 세계 각국에서는 그래핀의 실용화 연구를 위해 대규모 투자를 진행해 왔으나, 그 동안 작은 그래핀을 합성해 큰 면적으로 키우는 다결정 합성법은 그래핀의 전기적 기계적 성질이 저하되는 문제로 응용범위가 제한돼 실용화에 어려움을 겪고 있었다.

그러나 이번에 삼성전자와 성균관대가 개발한 그래핀 합성법은 대면적의 그래핀을 반도체 위에 단결정으로 합성하는 획기적인 방법으로 그래핀 연구 및 응용범위 확산 등 실용화를 크게 앞당길 수 있는 새로운 전기를 마련했다는 설명이다.

지난 수십년간 단결정 반도체 물질인 실리콘 웨이퍼가 점차 그 면적을 키우면서 현재의 반도체 산업을 성장시켰듯, 그래핀의 응용과 실용화를 위해서는 단결정 그래핀을 큰면적으로 만들 수 있는 방법의 개발이 필수적이었다.

삼성전자 관계자는 "이번 연구결과가 꿈의 신소재라고 불리는 그래핀 연구를 가속화해 나노소자 기술의 실용화를 앞당길 수 있을 것으로 전망한다"고 말했다.

이번 연구결과는 2006년부터 나노분야 중심으로 시작된 삼성전자-성균관대간의 공동협력 프로그램의 하나로 이뤄졌으며, 기초-응용 기술을 연계한 대학-기업간 공동연구를 통해 차세대 성장동력을 창출할 핵심기술을 확보했다는 점에서 성공적인 산학협력 모델로 평가된다.

또한, 이번 연구 성과는 한국이 강점을 갖고 있는 디스플레이 및 반도체 등의 분야에서 지속적으로 기술 리더십을 강화할 수 있는 계기를 만들었다는 점에서 의미가 크다.

한편 이 연구는 미래창조과학부의 리더연구자지원사업(창의적연구진흥사업)으로 수행됐다.