국내 연구팀, 그래핀 전자소자의 전류 흐름 미세 제어 성공

 

아주경제 신희강 기자 =국내 연구팀이 밴드갭이 없는 그래핀에서도 게이트 전압만을 조정, 전류의 흐름을 미세 제어하는 기법을 창안했다.

28일 미래창조과학부에 따르면 이후종 교수(포스텍) 연구팀은 그래핀을 전자이동도가 높은 정밀 전자소자 개발에 응용할 수 있는 새로운 원천기술을 확보했다.

이 교수 연구팀은 미래부 기초연구사업(집단연구) 지원으로 연구를 수행했으며, 이 연구는 세계적인 학술지 네이처 피직스 (Nature Physics) 20일자에 게재됐다.

그래핀은 밴드갭이 없어 전자의 에너지에 관계없이 전기가 잘 통해 전류 제어가 어렵고 이로 인해 반도체 소재로서 활용하는데 근본적 한계를 지니고 있다. 이에 그래핀을 전자소재로 활용하기 위해서는 전류의 미세 경로를 정밀 제어하는 기법을 확보하는 것이 요구돼 왔다.

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이 교수 연구팀은 일본 물질재료연구소와 공동으로 육방정계 질화붕소 결정 박막 사이에 그래핀을 삽입해 전자이동도가 매우 큰 그래핀을 제작했다. 이와 함께 그래핀 면의 위와 아래에 이중 게이트 전압을 걸어 좁은 경로에서 전기의 흐름이 주변보다 훨씬 커지도록 조절, 수십 나노미터의 폭을 가진 전도채널을 구현했다.

미래부는 밴드갭이 없어 전류를 마음대로 제어할 수 없었던 문제를 해결하고, 그래핀을 정밀 전자소자로 활용할 수 있는 길을 열게 됐다고 평가했다.

이 교수는 "이 기법은 밴드갭 형성을 위해 그래핀을 좁은 리본 모양으로 절단하지 않고도 게이트 전압만으로 그래핀의 고유한 전도 특성을 유지하면서 간단하게 전류의 흐름과 방향을 미세 제어할 수 있다"며 "그래핀을 이용한 정밀 전자소자 개발에 다양하게 활용할 수 있다"고 연구의 의의를 설명했다.