순정 그래핀 소재 검증법 개발됐다

‘그래핀’은 탄소 원자가 육각형 모양을 이루는 원자 두께(0.4 nm(나노미터))의 2차원 물질이다. 2010년 노벨물리학상을 수상케 한 그래핀은, 강철보다 100배 강하지만 유연하고, 뛰어난 물리적 특성으로 차세대 소재로 주목받고 있다.

하지만 그래핀은 두께가 원자 단위로 얇아 분석이 어렵고, 순수한 그래핀의 사용 여부가 불분명했다. 이러한 점 때문에 2004년 그래핀의 첫 등장 이후, 많은 연구가 이루어졌음에도 불구하고 아직 뚜렷한 실용화 사례가 없다는 것에 대한 원인 중 하나로 꼽힌다.

이재갑 한국과학기술연구원(KIST) 차세대반도체연구소 광전소재연구단 박사팀은 김진규 한국기초과학지원연구원(KBSI) 박사팀 및 이우영 연세대학교 신소재공학과 교수팀과의 공동 연구를 통해 라만(Raman) 분광 분석에서 낮은 에너지 영역에서 나오는 미세하지만 재현성이 있는 ‘특정 피크(peak)’로 순수한 그래핀을 확인할 수 있는 방법을 개발했다. 이 분석법을 이용하면 그래핀 소재의 파괴 없이 저비용으로 불과 수 분내의 빠른 시간에 분석할 수 있다.



이번 연구진이 개발한 분석법은 널리 사용되는 라만분석만으로 순수한 그래핀을 검증할 수 있어, 우수한 물성이 검증된 그래핀 소재의 대량 제조법 개발 및 실용화에 기여할 것으로 보인다.

KIST 이재갑 박사는 “2004년 그래핀의 첫 보고 이후 단층의 순수 그래핀을 보여준 경우는 손에 꼽을 수 있는 극소수”라며 “새로운 그래핀 검증법의 개발로 그래핀 소재의 옥석이 가려져 그래핀 연구의 새장이 열릴 것”이라고 말했다.

미래창조과학부의 지원으로 KIST 기관고유사업으로 수행된 이번 연구결과는 물리화학분야 권위지인 “저널 오브 피지컬 케미스트리 레터스(The Journal of Physical Chemistry Letters)’에 6월 5일자로 게재됐다. 본 연구의 핵심내용은 특허출원 중에 있다.