나노미터 수준의 그래핀 기능화 방법 모식도

국내 연구진이 그래핀 위에 화학적 성질이 서로 다른 나노회로를 그릴 수 있는 전기적 나노 화학펜 방법을 개발했다. 앞으로 복합 센서와 같은 기능을 갖거나 그래핀 기반 소재만으로 구성된 전자소자 개발을 앞당길 것으로 기대된다.

박배호 건국대 물리학부 교수와 변익수 박사 연구팀, 김원동 한국표준과학연구원 박사, 손영우 고등과학원 교수 연구팀은 9일 이 같은 내용의 연구 결과를 지난 5월 23일자로 네이처의 자매지 NPG 아시아 머티리얼즈지에 게재했다고 9일 밝혔다.

그동안 관련 연구가 여러 곳에서 활발히 진행되고 있었으나 복잡한 화학적 처리 때문에 공정이 어렵고, 만들어진 그래핀의 특성을 세밀히 조절하기 어렵다는 한계가 있었다. 하지만 건국대 연구팀은 원자간힘 현미경의 나노탐침을 이용해 그래핀의 원하는 부분만 선택적으로 산화·수소화시키는 방법을 개발했다. 이번 방법은 나노미터 크기의 정확도를 갖췄으며 그래핀 표면의 산화·수소화 정도가 기존 화학적 방식보다 높은 것으로 나타났다. 아울러 한국표준과학연구원 연구팀이 X선을 쬐어 그래핀에서 방출돼 나오는 전자의 화학적 상태를 분석한 결과 탐침에 가하는 전압의 세기에 따라 그래핀의 화학적 상태도 정밀하게 조절할 수 있는 것으로 밝혀졌다.

박 교수는 “이번 연구 결과를 응용해 앞으로 복합기능을 갖는 그래핀 기반 나노 집적 소자 형성 개발을 기대할 수 있게 됐다”고 연구 의의를 설명했다.

이번 연구는 미래창조과학부와 한국연구재단이 추진하는 리더연구자지원사업(창의적연구)의 지원으로 수행됐다.