삼성전자-성균관대 공동 연구팀, '비정질 그래핀 합성' 원천기술 세계 첫 개발

단결정그래핀과 비정질그래핀 구조 모식도. [사진=삼성전자 제공]

아주경제 유진희 기자 = 삼성전자와 성균관대학교 공동연구진(이하 공동연구진)이 ‘비정질 그래핀의 대면적 합성 기술’을 개발로 차세대 신소재인 2차원 소재 ‘그래핀’의 활용의 새로운 전기를 마련했다.


12일 삼성전자에 따르면 공동연구진은 2차원 물질 내의 원자간 결함구조를 조절해 2차원 평면상에서 탄소원자들이 비순차적으로 연결된 비정질 그래핀을 대면적으로 합성하는 데 세계 최초로 성공했다.

이번 연구는 삼성전자 종합기술원의 황성우 전무, 주원제 박사 등과 황동목 교수, 이재현 박사를 비롯한 성균관대 공과대학 연구팀이 참여했다. 이들은 지난 2014년에도 반도체 기판 위에 단결정 그래핀을 대면적으로 합성하는 원천기술을 개발해 학계 및 산업계에서 큰 주목을 받은 바 있다.

이번 연구결과 논문은 ‘사이언스 어드밴스(Science Advances)지’ 온라인판에 지난 10일 게재된 바 있다.

그래핀은 탄소원자들이 육각형의 격자를 이루며 규칙적으로 배열된 구조를 가진 단일원자층 두께의 대표적인 결정성 2차원 물질로, 매우 뛰어난 전기적, 기계적 특성을 가지고 있다. 2004년 그래핀의 우수한 특성이 알려진 이후 다양한 2차원 물질이 세계적으로 매우 활발하게 연구돼왔다. 그러나 지금까지의 2차원 물질의 연구는 물질 내 구성원자들이 규칙적으로 배열돼 있는 ‘결정성 물질’에 국한적으로 이뤄졌다.

황동목 교수는 “이번 성과는 차세대 산업의 핵심소재로 부각되고 있는 2차원 소재의 범위를 대폭 확장한 것이라는 의미를 갖고 있다”며 “기존 결정성 2차원 소재와는 다른 비정질 2차원소재의 새로운 특성을 바탕으로 새로운 응용분야를 개척할 수 있을 것”이라고 설명했다.