그래핀을 실리콘 기판 위에 빠르게 합성할 수 있는 기술이 국내외 공동 연구진에 의해 개발됐다.

UNIST(울산과학기술원)는 펑딩 신소재공학과 교수(사진) 연구진이 중국 베이징대와 공동으로 그래핀이 실리콘 산화물 같은 절연체 위에서 합성 속도가 금속 기판보다 1만 배 이상 느려지는 이유를 규명했다고 22일 발표했다. 그래핀은 종이처럼 얇고 유연한 디스플레이를 구현할 수 있는 핵심 소재다.

현재 그래핀 합성은 금속 기판 위에 메탄가스 등의 원료를 주입해 기판을 촉매로 그래핀 박막을 성장시킨 뒤 분리하는 공정을 거친다. 실리콘과 같은 전자소자 위에 바로 그래핀을 합성하면 간단하지만, 시간이 오래 걸린다.

연구진은 절연체 기판 위에서는 원료가 그래핀 가장자리에 달라붙는 방식으로 성장하는데, 이때 함께 붙은 수소를 떼어내는 데 에너지가 많이 소모돼 성장이 느려진다는 사실을 규명했다. 펑딩 교수는 “메탄을 저압·고온 열처리하는 공정에서 생겨난 메틸기가 그래핀 가장자리의 수소를 제거하는 사실도 확인했다”며 “그래핀을 활용한 반도체 제조 공정을 간소화하는 연구 발판을 마련했다”고 말했다.

울산=하인식 기자 hais@hankyung.com