전류 제어가 가능한 초미세 그래핀 나노리본 제작 기술이 국내외 공동 연구진에 의해 개발됐다.
한국표준과학연구원(원장 강대임) 나노측정센터 황찬용 박사팀과 헝가리 학술원 소속 자연과학연구소 레벤떼 타파쵸(Levente Tapaszto) 박사팀은 실온에서 테두리(edge) 모양을 제어할 수 있는 폭 2~10㎚의 그래핀 나노리본을 세계 처음 제작하는 데 성공했다고 29일 밝혔다. 이 연구결과는 국제 학술지 네이처에 30일자로 공개됐다.
그래핀은 실리콘에 비해 100배 이상 높은 전도도와 휘는 특성으로 인해 ‘꿈의 신소재’로 불리지만 모양과 크기에 따라 달라지는 전류를 제어할 수 없어 실제 반도체 소자에 적용하는 데는 한계가 있었다.
한-헝가리 공동연구팀은 주사터널링식각(STL)기술을 이용해 그래핀 나노리본의 테두리 모양을 원하는 대로 제작하는 데 성공했다. 미세탐침을 이용해 그래핀에 전압을 가하면 그래핀의 탄소가 주변의 물과 반응해 CO2로 분해되는 방식이다.
그동안 나노크기의 그래핀 리본을 만들기 위해 에칭이나 용액을 이용한 합성 등이 활용됐다. 하지만 에칭은 20㎚ 이하의 나노리본을 제작할 수 없고, 합성법은 테두리 모양을 자유자재로 제어할 수 없었다.
공동연구팀은 그래핀 나노리본의 물리적 특성도 밝혀냈다. 황찬용 박사는 “그래핀의 단점인 전류 제어 문제를 해결함으로써 그래핀이 반도체 소자나 스핀소재로 활용될 수 있는 가능성을 열었다”며 “특히 다른 방법으로 제작된 나노리본보다 더 작은 사이즈로 제작이 가능하기 때문에 반도체 소자의 소형화가 가능해질 것”이라고 말했다. 이 연구결과는 국가과학기술연구회의 대표적 국제공동연구 지원사업인 ‘한-헝가리공동연구실사업’의 지원을 받았다.
대전=박희범기자 hbpark@etnews.com