이종훈 교수

[시사투데이 김양숙 기자] UNIST(울산과기대)는 이종훈 교수(UNIST 기계신소재공학부)와 김관표 연구원(美 UC 버클리대 물리학과 박사과정) 연구팀이 주도한 ‘다결정(多結晶) 그래핀의 결정입계 규명’ 관련 논문을 나노분야의 대표저널인 ‘ACS NANO’ 誌 3월 22일자에 COVER 및 연구전망 논문 주제로 발표한다고 밝혔다.

UNIST 이종훈 교수 연구팀이 발표한 이번 논문은 그래핀 구조가 단결정(單結晶) 이라는 학계의 일반적 관념을 확대한 것이다. 즉, 상용화단계에서 필요한 대면적(大面積) 합성과정을 거친 그래핀이 단결정(單結晶)이 아니라, 합성된 물성에 결정적인 영향을 미칠 수 있는 결정입계가 존재하는 다결정(多結晶)체라는 사실과 통상적 그래핀 구조인 육각형 배열에서 벗어나 오각형과 칠각형이 연속되는 원자배열을 갖게 된다는 사실을 개별 탄소 원자관찰을 규명한 것이다.

실제 그래핀의 반도체 소자 상용화를 위해서는 결정입 크기를 제어하는 고품질 대면적 그래핀 합성기술과 그 구조규명이 필수과제로서, 이 연구결과를 통해 이론 해석과 응용연구에 크게 기여할 것으로 평가 받고 있다.

또한, UNIST에서는 이번 연구와 관련해 첨단융합학문을 장려하고 연구능력을 향상시키기 위해 그래핀의 구조 및 결함 규명에 핵심적으로 사용될 저전압용 ‘원자분해능 수차보정 투과전자현미경’을 아시아는 물론, 국내 최초로 도입할 예정으로 그래핀의 기초 연구부터 상용화까지 크게 기여할 것으로 주목받고 있다.

이종훈 교수는이번 논문은 화학 합성된 단원자층 그래핀을 전자현미경의 나노전자회절과 암영상 촬영법, 탄소 단원자 촬영 등을 이용해 결정입의 크기와 형태, 결정입계의 구조를 명확히 구별해낼 수 있는 방법을 고안했고 다결정 그래핀의 존재를 명확히 보여주었다는 것에 의미가 있다고 설명했다.

ACS NANO誌 연구전망의 저자인 야콥슨 교수(미국 라이스대학)는 “최신 전자현미경 분석기술을 포괄적으로 이용해 다결정 그래핀의 존재와 결정입계 구조를 명확하게 처음으로 보여준 논문이다. 이 논문의 분석결과는 이론적으로 예측했었던 결정입계 구조모델과 일치한다”고 평가했다.

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