신소재과 이태우 교수와 웬타오 박사가 유기 나노선을 이용한 리소그라피 방법을 이용해 저비용*단시간에 대면적으로 정렬, 패터닝이 가능한 그래핀 나노리본 제조 기술을 개발했다. 이번 지난 10일 성과는 재료과학 분야 권위지인 <Advanced Materials>의 온라인판에 게재됐다.
연구팀은 ‘화학기상 증착법’을 통해 실리콘 기판 위에 그래핀을 형성하고, 그 위에 유기 나노선을 원하는 위치에 정렬시킨 후 산소 플라즈마 식각 과정을 거쳐, 유기 나노선 형태를 따라 그래핀 나노리본을 제작했다. 이를 통해 시간이 많이 걸리고 높은 공정비용과 대면적 패터닝이 어려웠던 그래핀 나노리본 제작 공정의 단점을 극복했다고 연구팀을 설명했다.
연구팀은 나아가 이 기술을 이용해 10 nm 이하 범위의 폭을 가지고, 밴드갭을 가진 그래핀 나노리본을 제작했다. 또 이를 전계 효과 트렌지스터 채널로 이용해 상온에서 약 70의 on/off 전류비와 약 300cm^2/V*s의 정공 이동도 값을 가지는 소자를 제작하는 데 성공해 향후 전자 소자로의 활용 가능성도 입증했다.
이는 오는 2020년, 50조 원 규모로 성장할 것으로 예측되는 웨어러블 컴퓨터와 플렉시블 전자소자’ 등을 구현하는 원천기술로 사용될 전망이다. 연구팀은 “기존의 방식과는 달리 원하는 위치에 원하는 길이의 그래핀 나노리본을 대면적으로 제작할 수 있으며, 저비용의 간결한 공법이 가능하기 때문에 그래핀 나노리본을 이용한 전자소자 연구를 더욱 가속화 시킬 것”이라고 말했다.