- [2016.11.10] 꿈의 소재 그래핀, 물리적 한계 뛰어넘는다 2016.11.11
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꿈의 소재 그래핀, 물리적 한계 뛰어넘는다
-세계 최초 수소화그래핀 진성반도체 합성 및 그 트랜지스터 증명
- 그래핀 기반의 전자소자 상용화 토대 마련연세대학교(총장 김용학)는 국내연구진이 비파괴 수소 플라즈마 처리 방법을 응용하여 그래핀을 약 4 eV*의 와이드 밴드갭을 갖는 진성반도체** 수소화그래핀***으로 합성하고 이를 이용하여 트랜지스터를 제작, 정상적으로 작동함을 증명하여 그래핀 기반의 전자소자 제작이 가능함을 최초로 구현하였다고 밝혔다.
*eV (electron-volt) : 에너지의 단위로 1 eV=1.6×10-19 J (Joule)에 해당함.
**진성반도체 : 전자의 주기적 혼성화로 밴드갭이 형성되는 반도체로 가장 널리 알려진 실리콘이 대표적인 진성반도체다.
***수소화그래핀 : 그래핀의 표면에 수소 원자가 화학적으로 결합하여, 전도성 그래핀과는 구별되는 전기적 특성을 보이는 재료밴드갭 형성이 불가능한 것으로 판단되어 전자소자로 응용될 수 없다고 여겨지고 있는, 꿈의 소재로 알려진 “그래핀”의 물리적 한계를 극복하는 획기적인 기술로, 수소 플라즈마의 에너지와 조사량을 제어하여 수소화그래핀 진성반도체의 밴드갭을 약 4 eV 까지 조절이 가능함을 물리적으로 증명하였다. 지금까지 이론적으로만 제시해 왔던 IT 소자, 특히, 유연 및 투명 전자 소자 (flexible transparent electronics) 분야에서 원천 소재기술이 될 것으로 기대하고 있다.
홍종일 교수 연구팀(연세대)은 미래창조과학부와 산업통상자원부의 지원으로 연구를 수행했으며, 이 연구는 세계적인 학술지 네이쳐 커뮤니케이션즈(Nature Communications)에 게재되었다.
- 논문명 : Hydrogenated monolayer graphene with reversible and tunable wide band gap and its field effect transistor
- 저자 정보 : 홍종일 교수(교신저자, 연세대), 손장엽(제1저자, 연세대) 외 7인홍종일 교수는 “본 연구는 꿈의 소재로 알려진 그래핀의 물리적 한계였던, 10년 이상 수많은 노력에도 불구하고 아무도 이루지 못했던 진성밴드갭 형성을 성공시킨 최초의 결과로 재료의 합성뿐만 아니라 이를 이용한 트랜지스터를 구현, 증명함으로써 이 분야 연구의 전환점을 마련한 것으로 평가할 수 있다. 지금까지 이론적으로만 설계해왔던 탄소기반 전자정보소자, 특히, 유연한 투명전자소자 분야의 획기적인 발전 및 상용화에 크게 기여할 것으로 기대한다.”고 연구의 의의를 설명했다.
<참고자료> : 1. 연구결과 개요
2. 연구이야기
3. 용어설명
4. 그림설명
5. 연구자 이력사항
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