그래핀 기반 바이오센서

전문가 제언

○ 그래핀(graphen)은 탄소원소가 벌집모양의 6각형 격자점 평면에 꽉 들어찬 2차원 탄소 동소체다. 그래핀은 1947년 캐나다 물리학자인 P. R. Wallace에 의해 이론적으로 제안되었으나 실증적으로 검출해내는 것은 불가능한 것으로 알려져 왔다. 그런데 2004년 최초로 영국 맨체스터 대학의 Andre Geim 교수와 Konstantin Novoselov 박사가 흑연으로부터 아주 얇은 2,3개의 탄소 원자층의 그래핀 껍질을 추출해내는 데 성공하였다.

○ Geim 교수와는 별도로 컬럼비아 대 김 필립 교수(Philip Kim, 1990 B. S 서울대)연구팀도 원자현미경(AFM) 탐침에 그래파이트를 장착하고 절연체위에 문지르는 방법으로 약 10개 원자층 두께의 그래핀을 만드는 데 성공하고, 이를 바탕으로 그래핀의 벤드구조와 양자 홀 및 분수 양자 홀 효과를 검증하는 등 맨체스터 연구팀과 쌍벽을 이룰 정도로 그래핀 연구에 괄목한 성과를 이루었지만, Geim 교수와 Novoselov 박사가 2010년 노벨 물리학상을 공동 수상하여 한국 국민들에게 아쉬움을 남긴 한해였다.

○ 그래핀 나노리본(GNR: graphen nanoribbons)은 얇은 그래핀 조각인데 말지 않은(unrolled) 탄소나노튜브(CNT)인 셈이다. 그래핀 나노리본은 가장자리 구조에 따라 Zigzag 그래핀 리본(ZGNR)과 Armchair그래핀 리본(AGNR)으로 구분하는데 여기서는 Zigzag 그래핀 리본(ZGNR)에 방향성 탄화수소 안트라센(C14H10, anthracene)분자가 흡착된 ZGNR 리본의 전류와 페르미 준위면에서 상태 밀도를 에너지(E-EF)함수로 계산하고 해석한 것이다.

○ 이 리뷰에서는 안트라센이 흡착된 ZGNR와 흡착되지 않은 ZGNR 두 리본의 전류특성이 에너지(E-EF)값, 리본의 길이와 폭, 바이어스 전압의 크기, 도핑물질에 따라 크게 변화되는 것을 확인하였다. 이 특성을 이용하면 그래핀에 흡착된 유기분자를 통한 전극시스템으로부터 기대되는 응답신호를 제어할 수 있는 디바이스 제작이 가능하게 된다. 다시 말하면 ZGNR의 에너지 상태에 따른 수송특성이 ZGNR을 분광센서로 이용할 수 있음을 기대할 수 있게 되었다.

저자

R.Chowdhury et al.

자료유형

학술정보

원문언어

영어

기업산업분류

기초과학

연도

2011

권(호)

83(4)

잡지명

Physical Review: B

과학기술
표준분류

기초과학

페이지

0454011~0454018

분석자

윤*중

분석물

• 그래핀 기반 바이오센서.pdf [461,552 byte]

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