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그래핀의 전자기술에 대한 응용 동향

전문가 제언

그래핀은 제로 밴드갭 반도체로 대단히 전류가 잘 흐르는 결정이다. 밴드갭을 형성하는 방법에는 나노리본화(GNR), 2층 그래핀의 전장인가, 그래핀 변형이 있다. 현재 GNR은 에지제어, 2층 그래핀의 전장인가는 계면제어가 불충분하므로 성능을 충분히 발휘하지 못한다. 하나의 방법으로 다른 2차원재료의 대면적 이종 에피택시 성장기술로 hBN 기판을 제작하여 사용하는 것이다. 그래핀은 고속화, 저소비전력화와 터널트랜지스터 응용 등의 고급품부분에서 로직용 채널재료로서 기대된다.  

 

그래핀은 전류가 대단히 잘 흐르며 트랜지스터로 활용하기 위해 밴드 갭이 필요하다. 트랜지스터의 밴드갭의 형성으로 약 106~107 on/off가 필요하나 에지제어 및 계면제어가 정확하게 되지 않는 문제가 있다.  on/off는 이동도와 상충되는 문제가 있어 이동도가 상승하면 on/off 가 감소하는 경향을 보인다.

 

세종대 홍영준교수와 포스텍 김광수 교수 연구팀은 샌드위치처럼 그래핀의 양면에 인듐비소 반도체를 동시에 집적시키는 기술을 개발했다(Advanced Materials 2013년 12월 게재). 이로써 수작업이 필요 없고 그래핀 기판으로 대면적 고밀도 소자 제작이 가능할 것이다. 영국과 독일의 연구진은 라만분광기의 분석기술로 그래핀의 디랙 에너지 점을 측정할 수 있게 되어 그래핀 밴드갭 형성 및 광전기적 디자인에 도움이 될 것이다(Nano Letter 2013 No 15).

 

유럽은 그래핀 상업화에서 아시아의 강한 경쟁에 직면하고 있다. Graphene Flagship 프로젝트는 그래핀 및 관련기술을 실험실에서 공장으로 옮기는 전 유럽의 노력으로 10년간 10억 유로를 투자할 계획이다. 재료관련 세계 최대인 이 연구는 유럽 17개국의 과학자 수백 명이 포함된다. 발표된 특허는 한국의 3기관(삼성전자, KIST, 성균관대)이 세계 10위권 내에 들어간다. EU와 협력해서 그래핀에 관한 연구를 세계수준으로 높이고 상용화를 실현하는 전략이 필요하다.

저자
Shintaro Sato
자료유형
학술정보
원문언어
일어
기업산업분류
전기·전자
연도
2013
권(호)
82(12)
잡지명
應用物理
과학기술
표준분류
전기·전자
페이지
1012~1023
분석자
박*식
분석물
담당부서 담당자 연락처
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