여러 겹으로 접은 그래핀

전문가 제언

○ 그래핀(graphene)은 탄소원자들이 자발적으로 sp2 결합된 2차원 원자평면이다. 그래핀은 지극히 얇은 껍질이며, 역학적으로 아주 단단하며, 빈틈이 없이 탄소원자로 빽빽하게 채워져 있으며 열역학적으로 안정적인 물질로 빛에는 투명하고 전기적으로는 최고의 전도체다. 그런데 최근에 그래핀을 접을 수 있으며 또 접은 사이에 다른 물질들을 삽입시켜 새로운 특성을 나타내게 할 수 있음이 보고되었다.

○ 그래핀이 기판 위에 증착될 때 기판의 거친 판형 때문에 완벽한 평면의 그래핀이 만들어지는 대신에 자연적으로 주름이 생기게 된다. 또 기판에서 떼면 주름이 생기고 가장자리는 말리게 된다. 그러한 변형은 일종의 결함이 되고 전기전도도와 투명도가 감소하게 된다. 그래핀을 기술적으로 응용하려 할 때 변형은 매우 중요한 요소로 작용하게 된다. 그러므로 접는 것이나 스트레인에 의한 변형을 제어하는 것은 그래핀 응용연구에 중요한 과제의 하나다.

○ 이 리뷰는 여러 번 접은 그래핀을 “grafold”라 명명하고 이 grafold를 패턴이 있는 기판에서 CVD기법으로 증착하여 만든 그래핀을 다른 기판에 이송하는 과정을 제어하는 기법으로 두 겹 혹은 세 겹의 grafold를 만들었다. 이 grafold의 구조와 특성을 SEM, TEM, AFM 분석 등으로 검증하고 밀도범함수 근사법으로 grafolds의 밴드구조를 계산하였다. 지그재그(zigzag) 방향으로 접은 그래핀 구조를 브릴루앙 영역의 K점에서 ~8meV 밴드갭 에너지를 갖고 중첩되는 반금속 구조로 계산하였다. 적층모드와 그래핀 층수에 따라 각기 다른 밴드구조가 계산되었다.

○ 이 리뷰는 Berkeley대학의 연구팀이 기대하는 grafolds 구조에 맞추기 위한 실험조건 등을 조절함으로써 원하는 grafold 구조를 제작하고 실험적으로 구조분석을 입증한 결과를 보고한 것이다. grafolds구조에 플러렌(C60) 등을 도입할 수 있음을 확인한 것은 그래핀 연구의 새로운 지평을 여는 논문이라 평가하고, APS에서는 이 논문의 Viewpoint를 스페인 물리학자인 Elsa Prada의 논평을 Physics 4, 51(2011)에 게재하였다.

저자

Kwanpyo Kim et al

자료유형

학술정보

원문언어

영어

기업산업분류

기초과학

연도

2011

권(호)

83(24)

잡지명

Physical Review: B

과학기술
표준분류

기초과학

페이지

2454331~2454338

분석자

윤*중

분석물

• 여러 겹으로 접은 그래핀.pdf [328,850 byte]

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