그라핀의 현주소와 앞으로의 전망

전문가 제언

○ 이 글의 저자 A. K. Geim은 2004년 최초로 영국 Manchester 대학에서 그래핀을 흑연으로부터 분리해내고 실험적으로 이차원 물질의 다양한 현상들을 밝혀냈다. 미국 Columbia 대학의 Philip Kim 교수도 비슷한 시기에 경쟁적으로 그래핀의 실험적 특징들을 발표하였다.

○ 그래핀에서는 지금까지 저에너지 실험으로는 볼 수 없었던 물리 현상을 상온에서 보이는데, 이는 그래핀의 밴드구조가 K-점에서 선형으로 나타나며, 이 때문에 전하의 속도가 일정하게 되고 질량이 0인 Dirac 퍼미온의 특징을 갖게 되기 때문이다. 이 글에서는 이론적으로 예측되지만 아직 실험적으로 풀리지 않은 물리현상들까지 간략히 소개하고 있다.

○ 그래핀은 현재 물리 이외에도 화학, 생물, 전자, 컴퓨터 등 다양한 분야의 연구 목적물이 되고 있다. 그래핀은 특히 탄소로만 이루어져 있어 생체막 등 탄소, 질소, 산소가 주를 이루는 유기체와 거부반응 없이 접목시킬 수 있는 가능성이 높아 생물학 분야에서도 주목받는 대상이 될 것이다. 처음으로 구현된 단원자층 물질이므로 화학적으로도 연구대상이며, 얇은 준금속에 도핑 정도와 기판을 바꿔가며 소자나 전극, 센서 등으로 산업화시키기 위한 연구가 활발하다.

○ 대량생산이 산업화와 규모 있는 연구에 관건이지만 현재 전위금속(Ni, Cu, Pt, Ru, Ir) 위에 균일하게 길러져 다른 기판으로 옮기는 연구가 신속하게 가능성을 보이고 있다(성균관대 홍병희 교수). 그러나 작고 정밀한 소자 등으로 응용 시 원자를 관측하고 제어하는 것이 중요한데 가장 유력한 장비는 주사 탐침현미경이다. 이 글에서 소개한 TEM뿐만 아니라 STM(scanning tunneling microscope), AFM(atomic force microscope), NSOM(near-field scanning optical microscope) 등도 여기에 속하는데, 이들을 통해서는 시편의 대량 제어가 불가능하므로 이 연구 결과들을 다시 산업화와 연관시키기 위해서는 시간이 더 필요할 것으로 보인다.

저자

A. K. Geim,et al.

자료유형

학술정보

원문언어

영어

기업산업분류

기초과학

연도

2009

권(호)

324

잡지명

SCIENCE

과학기술
표준분류

기초과학

페이지

1530~1534

분석자

황*룡

분석물

• 그래핀의 현주소와 앞으로의 전망.pdf [385,903 byte]

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