성균관-콜럼비아大, '고성능 그래핀 전자소자' 공동 개발

연구논문 '네이처 나노테크놀러지 '10월호 게재.."상용화 길 터"

[이데일리 문정태 기자] 기능성은 높지만 상업화 가능성이 낮은 것으로 평가받았던 `그래핀 전자소자`의 상용화가 가능해질 전망이다.

성균관대학교는 이창구 교수(성균나노과학기술원·기계공학과)가 콜럼비아대학 연구팀과 공동으로 개발한 그래핀과 `보론 나이트라이드(BN)` 기술로 만들어진 새로운 형태의 그래핀 전자소자 개발에 처음으로 성공했다고 28일 밝혔다.

세계적인 과학저널 `Nature Nanotechnology` 10월호에 발표된 이 연구논문(이창구 교수 공동저자)에 따르면, 기존에 그래핀 전자소자를 위해 주로 쓰던 산화실리콘을 그래핀과 같은 2차원 물질인 BN으로 대체했다. 이에 따라 그래핀의 전자적 성질을 극대화해 최고 품질의 그래핀 전자소자를 만들 수 있게 됐다.

그래핀은 전기전도도 및 전자이동도가 이론적으로는 기존 물질에 비해 10~100배 정도로 우수하지만, 그동안 적절한 기판을 찾지 못해 고유 성능을 발휘하는 소자를 만드는 데 한계가 있었다.

하지만, BN이라는 새로운 물질을 기판으로 사용해 그래핀을 그 위에 쌓는 기술을 개발함으로써 이 문제를 거의 완벽하게 해결했다. 앞으로 그래핀이 최고 성능을 발휘할 수 있는 `THz`급 전자소자 및 트랜지스터의 상용화 가능성을 열게 됐다는 점에서 의미가 크다는 설명이다.

이창구 교수는 "그래핀은 꿈의 물질로 불리며 전자소자 가능성이 아주 큰 물질로 간주돼 왔지만, 실제 성능은 낮아 상업화 가능성은 크지 않았다"며 "그러나, 새로운 기판을 발견해 전자소자로의 연구에 큰 돌파구를 마련하게 됐다"고 설명했다.

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