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그래핀의 두 빈자리결함(divacancy)

전문가 제언: ○ 그래핀(graphene)의 물리적 특성과 전자구조 때문에 그래핀은 다음 세대에 실리콘을 대체할 꿈의 물질로 각광 받고 있다. 그래핀은 디랙점에서 제로에너지 준위를 갖기 때문에 전도특성이 매우 우수하지만 밴드갭이 없기 때문에 디지털 신호를 구현할 수 없다. 그렇기 때문에 밴드갭을 튜닝하기 위한 방법들이 시도되었는데 최근에는 그래핀에 유발된 결함들이 그래핀 전도현상에 크게 영향을 주고 또 그래핀 기능화 효과 의 가능성 때문에 주목받고 있다.

○ 그래핀 격자구조의 원자 하나 또는 두 개가 비어 있으면 빈격자 결함이 생기면서 그래핀 전자구조는 변형되고 전도특성도 달라지게 된다. 인접한 두 원자가 빠져나가면 가까운 dangling bond가 결합되면서 소위 585구조의 두 빈자리 격자결함(divacancy)이 생겨 전도특성이 달라진다. 이 리뷰는 그래핀의 두 빈자리 결함의 특성과 전도특성을 DFT 범함수 근사와 저온 투과현미경으로 분석한 것이다.

○ 여기서는 다층 그래핀/SiC의 두 빈자리 결함에 대한 미분전도도 스펙트럼은 +150mV에 중심을 갖는 공명스펙트럼이 존재하는 것을 STS관찰로 확인하였으며 585결함과 결합된 공명스펙트럼도 관찰하였다. 이는 결함으로 전자의 전도도를 제어할 수 있음을 확인한 것이며 자성은 변화되지 않는 것을 확인하였다. 이는 그래핀 기능화 응용가능성을 보여준 것으로서 그래핀 응용영역을 확대할 것으로 기대되고 있다.

○ 국내의 그래핀 연구 환경은 어느 때보다 고무적이다. 2012년 1월 현재 그래핀 관련 국제특허출원인 10위 안에 한국기업과 대학이 5개 기관이다. 그래핀 연구 환경도 최근에 서울대, 성균관대, 포항공대를 비롯한 국내대학의 연구역량이 크게 강화되었다. 이는 그래핀 연구를 선도하는 Kim Philip 교수, 서울대의 임지순, 홍병희 교수 등이 크게 기여한 결과로 본다. 특히 임지순 교수는 그래핀 divacancy 구조해석을 이미 PRB 84, 075445(2011)에 발표했었다. 이 리뷰는 그래핀 응용연구 활성화에 크게 기여할 것으로 판단되어 이를 추천한다.

저자: Miguel M. Ugeda et al.
자료유형: 학술정보