그래핀의 반응성과 촉매로서 응용

전문가 제언

그래핀(graphene)은 연필심 등에 이용되고 있는 그래파이트와 같은 종류이며, 탄소원자의 SP2 혼성궤도에 의한 결합으로 구성된 탄소의 1원자 층이다. 벌의 단격자상으로 배열한 6각형 격자구조를 가진 2차원 물질이다. 2010년에 노벨 물리학상을 수여한 영국 맨체스터 대학의 Geim, Novoselov 박사 그룹에 의해서 그래파이트로 부터 단리하여 처음으로 그래핀이 실현되었다.

그래핀을 이용할 경우에 중요한 특징은 전자 활동이 용이함을 나타내는 이동도(mobility)가 실온에서 놀라울 정도로 높다(∼200,000㎠/Vs). 그것은 실리콘에 비교하면 100배 이상 빠르다. 그래핀의 띠(band)구조는 통상 금속이나 반도체와 달리 디락 전자원뿔(Dirac electron cone)형의 구조를 가진다. 이 때문에 전도 대와 원자가전자 대가 접하는 부근에서 띠구조가 직선으로 나타낸 띠 간격이 제로가 된다. 마치, 전자 질량이 제로 입자로서 행동한다.

그 결과, 이동도가 매우 높게 되고 현재, 고주파소자 등의 고속 전자소자 개발이 활발하게 행해지고 있다. 또한, 그래핀은 기계적 강도가 높고 광의 투과성이 높으므로 터치패널, LED, 태양전지 등에서 투명전극으로서 매우 큰 주목을 받고 있다. 더욱이, 촉매, 전지재료 등의 응용도 크게 기대되고 있다.

이 기고에서는 점착테이프를 이용한 간편한 방법을 이용하여 단층부터 수 십층의 그래핀을 얻었다. 얻어진 그래핀은 광학현미경으로 관찰하였으며, 그래핀의 층수에 의해 콘트라스트가 다르고 단층, 2층, 3층 등을 식별하는 것이 가능하다. 단층 그래핀을 식별한 후 그 양 말단에 전극을 형성하여 고성능 그래핀 전계효과(electric field effect) 트랜지스터를 제작하였다.

저자

Kanzo MAEHASHI et al.

자료유형

연구단신

원문언어

일어

기업산업분류

화학·화공

연도

2013

권(호)

66(4)

잡지명

化學と工業

과학기술
표준분류

화학·화공

페이지

298~300

분석자

이*복

분석물

• 그래핀의 특성과 바이오센서로서 응용1.pdf [298,935 byte]

이미지변환중입니다.