두겹 그래핀의 수송 밴드갭

전문가 제언

○ 단일층 그래핀과는 달리 두겹 그래핀(bilayer graphene)는 2차원 물질의 또 다른 물리적 특성을 갖고 있기 때문에 두겹 그래핀 기본연구와 응용연구가 주목을 받고 있다. 그래핀이 디랙 점에서 에너지 구조가 선형분산구조인 반면 두겹 그래핀은 유효질량이 이고 키랄리티를 가지며 디랙 점에서 에너지 분산이 포물형이다. 두겹 그래핀이 디랙 점에서 질량은 0이 아니며 양자 Hall효과에서 채움 인자가 분수가 아니고 정수값을 갖는 것도 다르다.

○ 이 리뷰는 기판을 제거한 떠 있는 두겹 그래핀(SBG: Suspended Bilayer Graphene)을 사용하여 전하중성점(CNP: Charge Neutrality Point)에서 저항이 수㏁에서 수㏀ 수준으로 크게 변하는 것을 관찰하였다. 양자화된 수송갭도 0.3K에서 8meV이었다. Hall 전도도 고원이 ν=2에 이어서 ν=1에서 나타나게 되므로 가장 낮은 Landau 레벨의 대칭성이 깨지면서 일어난 것으로 해석하였다.

○ 전하중성점(CNP)에서 수송갭은 자기장을 시료 표면에 비스듬히 가하였을 때 자기장의 세기가 증가하면 갭이 선형으로 감소하는 것을 확인하였다. 이는 자기장이 강해지면 자연적인 밸리 분열이 일어나는 것이 스핀의 이완과 관련이 있음을 보고하였다. 이 같은 수송갭과 자기장 효과는 두겹 그래핀의 기저상태가 스핀 편극된 반자성 상태임을 확인해 주는 것이다.

○ 2010년 그래핀 연구로 노벨 물리학상을 수상할 때 성균관대의 안종렬 교수팀의 roll-to-roll 방식의 그래핀 제조기법이 노벨상위원회에서 비중 있게 다루어졌다. 국내의 그래핀 연구 환경은 매우 고무적이다. 2012년 현재 전 세계 그래핀 특허 상위 4개 기관이 국내 대학과 기업(삼성전자, 성균관대, 서울대)이 차지하고 있으며 지식경제부에서 미래 산업선도사업 6대 과제로 ‘그래핀 소재부품 상용화 기술’ 사업을 선정하고 수행 중에 있다. 이 리뷰는 활성화되고 있는 국내의 연구 환경에서 매우 유익한 자료로 활용될 수 있다고 판단하여 추천한다.

저자

A.Veligura et al

자료유형

학술정보

원문언어

영어

기업산업분류

기초과학

연도

2012

권(호)

85(15)

잡지명

Physical Review: B

과학기술
표준분류

기초과학

페이지

15541201~15541207

분석자

윤*중

분석물

• 두겹 그래핀의 수송 밴드갭.pdf [303,847 byte]

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