[대학저널 이원지 기자]성균관대학교(총장 정규상) 에너지과학과 정문석 교수(교신저자)와 미국 콜로라도 주립대 박경덕 연구원(제1저자) 연구팀이 나노라만산란(Tip enhanced nano Raman scattering) 실험을 이용한 광학적, 구조적, 화학적 분석을 통해 대면적그래핀의 품질을 저해하는 가장 대표적인 결함인 결정립계(grain boundary)의 구조를 규명하는 데 성공했다.

이는 기존 통설을 뒤집는 결과로 지금까지는 대면적 그래핀의 전기적 특성을 현격히 저하시키는 결정립계의 구조가 1차원 선형 원자결함에 탄소불순물들이 흡착되어진 구조라고 알려져 있었으나, 본 연구를 통해 대면적 그래핀 결정립계의 구조가 그래핀 2중층으로 이루어졌음이 확인됐다.

또한 그래핀의 대표적인 결함인 결정립계 이외에도 나노주름(wrinkle), 씨앗층(seed layer)의 라만산란 이미징에도 성공해 그래핀의 성장매커니즘을 이해하는데 현격한 도움이 될 것으로 기대된다.

그래핀 결함의 정확한 모습을 찾은 본 연구 결과를 이용하여 향후 결함을 제어할 수 있는 기술이 개발될 것으로 기대되며, 이 경우 대면적 그래핀을 이용한 전자소자의 상용화 속도가 더욱 빨라질 것으로 예상된다.

이번 연구결과는 재료공학 분야 상위 1.8% 이내의 최고 권위지 중의 하나이며 영향력지수가 18.96인 'Advanced Materials' 에 12월 9일자로 온라인에 게재됐다. 본 연구는 기초과학연구원에서 지원하는 나노구조물리연구단의 지원으로 이루어졌다.

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