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단층 ‘순정’ 그래핀 손쉽게 검증한다
라만 스펙트럼 특정 피크로 판별
이재갑 KIST 차세대반도체연구소 광전소재연구단 박사
국내연구진이 그래핀 비 전문가도 그래핀을 확인할 수 있는 쉬운 분석법을 개발했다. 그래핀의 소재 파괴 없이 저비용으로 빠른시간내 분석이 가능해 향후 소재 검증을 통한 다양한 활용에 도움을 줄 것으로 보인다.

한국과학기술연구원(KIST, 원장 이병권) 차세대반도체연구소 광전소재연구단 이재갑 박사팀은 한국기초과학지원연구원 김진규 박사팀 및 연세대학교 신소재공학과 이우영 교수팀과의 공동연구를 통해 가장 널리 사용되는 분석방법인 라만분광분석으로 단층의 순수한 그래핀을 확인할 수 있는 방법을 개발했다고 16일 밝혔다.

공동연구팀은 단층의 순수 그래핀 또는 2층 그래핀을 수백 nm2 이상의 면적으로 성장시키고 이를 고해상도투과전자현미경(HRTEM)으로 관찰했을 때 이들 소재의 끝이 구부러지는 현상을 확인했다.

이 그래핀 끝 구부러짐이 만드는 곡면의 직경이 1~2 nm일 때 라만 스펙트럼의 낮은 에너지 영역에서 특유의 피크가 나타남을 실제 라만분석과 시뮬레이션을 통해 확인함으로써, 라만스펙트럼 분석만으로 단층 그래핀 검증이 가능함을 보였다.

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 극소수이다. 분석의 어려움 때문에 그래핀 연구에 혼란이 있었는데, 이 그래핀 검증법의 개발로 그래핀 소재의 옥석이 가려져 그래핀 연구의 새장이 열릴 것이다”고 밝혔다. 

한편, 본 연구는 미래창조과학부의 지원으로 KIST 기관고유사업으로 수행됐으며, 연구결과는 물리화학분야 권위지인 ‘The Journal of Physical Chemistry Letters’에 6월 5일자로 게재되었다. 본 연구의 핵심내용은 특허출원 중에 있다.

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편집국 기자 (webmaster@amenews.kr) [기자의 다른 기사보기]
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