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첨단기술정보

그래핀의 단결정 영역 확대 성장기술

전문가 제언: 대부분의 실용적 재료는 다결정 구조이며, 3D 구조에서는 결정립의 크기와 경계면이 재료의 물리적 성질에 큰 영향을 미친다. 최근에 발전된 2D 구조, 특히 그래핀도 예외는 아니어서 제조방법에 상관없이 결정립계가 존재함이 확인되었다. 그래핀 연구자들의 큰 도전과제는 원하는 금속(예: 구리)의 표면에 큰 단결정 그래핀 영역을 생성시키기 위해 핵생성과 성장의 초기단계를 제어하는 효과적인 수단을 찾는 것이다. 그 요령은 가능한 한 서로 멀리 떨어진 자리들에 소수의 핵을 생성시키고, 다른 핵들이 나타나기 전에 이미 생성된 핵들을 빨리 성장시키는 것이다. 물론 그 과정에서 결함이 없는 2D 등방정의 성장을 허용할 정도의 시간은 주어져야 한다. 최근 Yu 등(Nature Materials, 10, 2011, p.443)은 다결정 구리 기판 상의 단결정 그래핀 박막의 성장 메커니즘에 대한 이해를 바탕으로 그 품질을 향상시키는 방법을 제안하였다. 또 Li(J. Am. Chem. Soc., 133, 2011, p.2816)는 거의 0.5mm에 달하는 큰 단결정 영역을 가진 단층 그래핀을 성장시키는 방안을 제시하였다.