국내외 공동 연구팀이 꿈의 소재로 불리는 그래핀을 반도체 소재로 활용할 수 있는 기초기술을 개발했다.

한국표준과학연구원은 29일 “황찬용 나노측정센터 책임연구원(사진)이 헝가리 학술원 소속 자연과학연구소 팀과 함께 세계 최초로 초미세 그래핀 나노리본을 제작하는 데 성공했다”고 발표했다. 이번 연구 성과는 국제 학술지 네이처에 실렸다.

그래핀은 반도체 소재인 실리콘보다 전기 전도도가 100배 이상 높고 자유롭게 구부릴 수 있어 차세대 소재로 주목받고 있다. 하지만 전류를 자유롭게 제어할 수 없어 반도체에 응용하는 데는 어려움이 따랐다. 최근에는 그래핀을 작게 자르면 금속에서 반도체로 성질이 바뀌는 게 확인돼 관련 연구가 활발하다. 작게 자른 그래핀을 나노리본이라고 부른다. 나노리본은 테두리 모양에 따라 안락의자형과 지그재그형으로 구분된다. 크기와 모양에 따라 금속 또는 반도체 특성이 결정되기 때문에 원하는 특성을 갖도록 정밀하게 자르는 기술을 확보하는 게 관건이다.

연구팀은 실온에서 테두리 모양을 제어할 수 있는 나노미터(㎚·10억분의 1ｍ) 크기 리본을 제작했다. 나노리본의 폭은 2~10㎚ 수준이다.

황 책임연구원은 “지금까지 알려진 나노리본 제작 방법보다 더 작은 크기로 자를 수 있어 반도체 소자를 소형화하는 데도 활용할 수 있다”고 설명했다.

김태훈 기자 taehun@hankyung.com