물을 사용하지 않고 그래핀을 원하는 기판 위에 제작하는 기술이 국내 연구진에 의해 개발됐다. 기판 소재 다양화와 그래핀 트랜지스터 안정성에 기여할 것으로 기대된다.
나노기반소프트일렉트로닉스연구단(단장 조길원)은 물 대신 질소가스 압력으로 그래핀을 전사하는 ‘유연 그래핀 트랜지스터’ 제작 기술을 개발했다고 29일 밝혔다.
일반적으로 그래핀은 구리판 위에서 합성한 뒤 고분자 물질로 그 위를 덮고, 특수용액에 집어넣어 구리판을 없애는 방식으로 얻어낸다. 이렇게 얻은 그래핀-고분자 층을 기판으로 옮길 때는 물에 띄운 뒤 기판으로 건져 올렸다. 이 과정에서 기판 위에 그래핀이 붙게 되지만 물에 민감한 소재는 쓰지 못했고, 기판과 그래핀 사이에 물이 스며드는 문제도 있었다.
연구진은 기판 대신 가운데가 뚫린 사각형 틀로 그래핀-고분자 층을 건져 올렸다. 이 틀을 기판 위로 가져가 질소가스 압력을 가하면 그래핀-고분자 층만 떨어져 기판 위에 붙는다.
물 속에서 작업할 필요가 없어 물에 민감한 소재를 쓸 수 있고, 공정도 간소해졌다. 고분자 물질은 제거하지 않고 그대로 남겨 보호막으로 활용했다. 덕분에 약 80%의 상대습도에 노출시켜도 성능이 유지됐다.
연구팀은 “그래핀 트랜지스터의 안전성과 기계적인 특성을 향상시켰다”며 “그래핀 전자소자뿐만 아니라 고성능 유연 전자소자 상용화에 기여할 것”이라고 밝혔다.
이번 연구는 미래창조과학부 글로벌프런티어 사업 일환으로 진행됐으며, 연구 결과는 재료과학 분야 국제학술지 ‘어드밴스드 머티리얼스’ 28일자 표지 논문으로 실렸다.
송준영기자 songjy@etnews.com
