그래핀 소재 상업화 기반기술 개발

 

 

그래핀 소재 상업화 기반기술 개발

- 효율적인 그래핀 나노 소재 결함 분석 기술 개발-

 

 

 

□ 국내 연구진이 차세대 투명전극 소재로 주목받고 있는 그래핀 나노소재의 전기기계적 특성에 큰 영향을 미치는 결정면과 결함 발생 분포를 효율적으로 분석할 수 있는 기술을 개발하였다.

 

o 차세대 투명전극소재로 주목받고 있는 그래핀이 실제 전자소자에 응용되기 위해서는 그래핀 구성 결정면들의 분포상태와 내부 결함의 발생과정과 분포상태를 관찰하는 방법이 필요하나, 지금까지의 관찰방법은 전자현미경을 통한 복잡한 공정을 거쳐야 하므로 효율적 관찰이 어려웠다.

 

o 연구팀이 개발한 기술을 이용하면 기존의 복잡한 공정없이 그래핀의 결정면과 내부 결함 분포를 쉽게 관찰할 수 있고, 대면적 그래핀의 특성을 분석하는데 시간과 비용을 획기적으로 줄일 수 있어, 유연한 그래핀 기반 투명전극의 상용화에 기여할 것으로 기대된다.

 

□ 이번 연구는 미래창조과학부가 추진하는 글로벌프론티어사업 “나노기반소프트일렉트로닉스연구단”의 안종현 교수(연세대학교 전기전자공학부)와 진왕철 교수(포스텍 신소재공학과), 손정호 박사(삼성디스플레이 책임연구원), 백승재 연구원(연세대학교 전기전자공학부)이 진행하였으며, 연구결과는 나노과학분야의 세계적 학술지인 Nature Communications에 3월 24일 온라인 게재되었다.

 

□ 그래핀은 메탄 가스와 구리 기판 등을 원료 소재로 사용하여 적은 비용으로 대면적 투명 필름 제작이 가능하며, 유연성이 좋아 기존 인듐주석산화물(ITO) 투명전극의 뒤를 이을 차세대 투명전극으로 기대를 모았지만, 결함제어 기술의 부족으로 인해 전기적 특성과 환경적 안정성이 낮아서 상용화에 어려움이 있다.

 

o 그래핀은 1나노미터(nm) 미만의 박막으로 되어 있어, 전류를 효과적으로 흐르게 하기 위해서는 박막의 내부 나노구조를 잘 제어해야 한다. 그러나 박막의 두께가 너무 얇고 박막 형성 과정이 복잡해 그 구조를 분석하고 제어하기 어려웠다.

 

□ 연구팀은 액정 소재를 이용하여 그래핀 박막의 결정 구조와 내부 결함 분포를 광학적으로 분석하고, 이를 토대로 외부 기계적 응력 변화에 대해 그래핀 내부에서 발생하는 결함 발생 과정을 관찰하는데 성공하였다.

 

o LCD 디스플레이에 사용하는 액정 소재를 그래핀 박막위에 코팅할 때, 그래핀과 상호작용에 의해 결정면과 내부 결함에 의해 광학적 특성이 달라진다는 사실을 확인하고, 외부 응력에 의한 광학적 특성 변화와 그래핀 전기적 특성 변화와의 상관관계를 밝혀냈다.

 

□ 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 하여 향후 착용형 전자소자 등에 그래핀 소재를 상업화하는데 밑거름이 될 것”이라고 연구 의의를 밝혔다.

 

문의 : 원천연구과 박진선 과장(02-2110-2380), 김용만 서기관(02-2110-2381)

연세대 전기전자공학부 안종현 교수(02-2123-2776)

소프트일렉트로닉스연구단 조길원 단장(054-279-2270)

 

출처: 미래창조과학부 홈페이지

2014-03-31 10:40:45

 140331조간 [보도] 그래핀 소재 상업화 기반기술 개발.hwp