기초과학硏, 세계 첫 ‘무결점 그래핀’ 제작

루오프 단장 연구팀 7년 만에 성공
전자·기계 등 다양한 분야 활용 기대

한국기초과학연구원(IBS)이 세계 최초로 ‘무결점 그래핀’(탄소 원자들로 구성된 2차원 물질)을 제작하는 데 성공했다.

IBS는 25일 다차원 탄소재료 연구단의 로드니 루오프(사진) 단장 연구팀이 접힘과 적층이 없는 완벽한 단결정 그래핀을 대면적으로 제작하는 데 성공했다고 밝혔다.

그래핀은 탄소 원자들이 벌집처럼 육각형으로 나열된 2차원 물질로 강철보다 200배 이상 강하고, 구리보다 100배 이상 전자의 이동성이 빨라 탁월한 물성으로 주목받아 왔다. 하지만 여러 층의 그래핀이 겹쳐진 ‘적층 구역’이나 주름진 ‘접힘 부분’이 존재해 활용에 어려움을 겪었다. 연구진은 이 같은 그래핀 적층의 원인을 기판으로 사용되는 시판 구리 호일에 함유된 탄소 불순물이라는 점을 확인하고 적층이 없는 대면적 그래핀 제작에 성공했다. 무결점 그래핀을 다른 2차원 재료와 함께 적층해 사용한다면 지금까지 개발되지 않았던 소자를 개발할 수 있어 향후 전자, 광자, 기계와 같은 다양한 분야에서 활용할 수 있을 것으로 보인다.

루오프 단장은 “7년의 장기연구가 결실을 맺은 것으로, 향후 무결점 그래핀의 독특한 물성을 추가로 연구할 계획”이라고 말했다.

김건호 기자 [e-mail]