그래핀, LED 위서 직접 쌓는 기술 개발

세종대 천승현·서울대 윤의준 교수팀 공동 연구

세종대는 물리학과 그래핀연구소의 천승현 교수(사진)와 서울대 재료공학부 윤의준 교수 공동 연구진이 그래핀을 원하는 소자 위에 직접 성장시키는 기술을 개발했다고 23일 발표했다.

그래핀은 구리보다 전기 전도성이 뛰어나고 강철보다 강도가 높으며 화학적으로 매우 안정적이어서 ‘꿈의 신소재’로 불린다.

탄소 원자들을 연결해 만드는 그래핀은 그동안 구리판 위에서만 성장시킬 수 있었다. 이 때문에 이를 다른 기판 위로 옮기는 과정에서 발생하는 많은 문제를 감수해야 했다. 공동 연구진은 그래핀을 발광다이오드(LED) 위에 직접 성장시킬 수 있는 방법을 고안했다.

연구진은 플라스마로 박막을 기판에 쌓는 ‘플라스마 화학증착(CVD)’ 법을 이용해 LED 소자가 손상되지 않도록 하면서 여러 겹의 그래핀을 성장시켰다. 일반적으로 그래핀을 키우는 작업은 1000도 이상의 고온에서 이뤄져 왔으나 그 과정에서 반도체나 LED 소자의 원래 성능이 사라지는 단점이 있었다.

천 교수와 세종대 그래핀연구소의 김용승 연구교수, 서울대의 주기수 박사과정생이 공동 제1저자로 참여한 이번 연구는 나노 분야의 세계적 학술지 ‘ACS 나노’ 온라인판에 실렸다. 연구진은 그래핀 직성장과 LED 응용에 관한 두 건의 특허를 출원했다.

임근호 기자 eigen@hankyung.com