세계서 가장 얇은 ‘그래핀 코팅’ 기술 개발

안종렬 교수팀 0.25nm 두께 성공, 3차원 전자소자 개발 돌파구

한국 연구진이 원자 한 층 두께로 세상에서 가장 얇은 ‘그래핀 포장지’를 개발했다. 안종렬 성균관대 물리학과 교수팀(사진)은 0.25nm(나노미터·1nm는 10억 분의 1m) 두께의 그래핀으로 3차원 구조의 실리콘 기판을 완벽하게 코팅하는 기술을 세계 최초로 개발했다고 3일 밝혔다.

옆으로 이어 붙이던 전자소자를 위로 쌓아 3차원 구조를 만들면 전자기기의 크기를 줄일 수 있을 뿐 아니라 기능도 향상된다. 최근 그래핀을 3차원으로 만들기 위한 연구가 활발히 진행되고 있지만, 그래핀 특유의 벌집 구조가 2차원에서만 안정적인 특성을 보여 3차원으로 쌓아도 다시 평면으로 돌아오는 문제가 있었다.

연구팀은 구리 포일 위에 0.25nm 두께로 그래핀을 성장시킨 뒤 플라스틱의 일종인 PMMA로 코팅해 그래핀 박막을 제작했다. 이를 포장지로 선물을 싸듯 3차원 실리콘 기판 위에 놓고 열을 가하자 액체 상태인 PMMA가 기판에 자연스럽게 녹아 들어가면서 그래핀만 남았다. 연구팀은 이렇게 남겨진 그래핀을 포장지 삼아 실리콘 기판을 완벽하게 포장(코팅)하는 데 성공했다.

안 교수는 “이번에 개발한 그래핀 코팅 기술로 부도체를 감쌀 경우 표면이 금속처럼 작동하면서도 유연하게 잘 휘어져 차세대 소자 제작에 활용할 수 있을 것”이라고 말했다. 연구 결과는 나노과학 분야 권위지인 ‘나노스케일(Nanoscale)’ 10월 29일 자 온라인판에 발표됐다.

권예슬 동아사이언스 기자 yskwon@donga.com