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2차원 무기 나노시트 박리기술 개발해 사이언스지에 실린 전기전자전파공학부 김규태 교수팀
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｜2016.12.05
전기전자전파공학부 김규태 교수팀(김규태 교수, 박사과정 이강호, 김혜영 학생)이 2차원 무기 나노시트 박리기술을 개발하여 세계적 권위 과학지인 사이언스지에 2월 4일 게재됐다.
김규태 교수 연구팀은 아일랜드 트리니티대학, 미국 텍사스 주립대학, 영국 옥스퍼드 대학, 영국 왕립 임페리얼대학과 공동으로 층상 나노재료를 낱장으로 박리해내는 기술을 개발하고 단일 원자막 수준으로 박리된 2차원 나노시트의 물리적·전기적 특성을 연구했다.
이번 연구에 공동저자로 함께 참여한 박사과정생 이강호, 김혜영 학생은 박리된 나노시트에 대한 전기적 성질의 정량화 연구를 수행했다.
두 학생은 2009년부터 1년6개월간 국제공동연구를 위한 장기연수과정으로 트리니티대학 나노센터에 파견돼 연구를 수행했다.
김규태 교수 연구팀은 이번 연구를 통해 층상 화합물인 전이금속 디찰코게나이드계 화합물(TMD)을 용액에 넣고 초음파 분산시키면 개별 나노시트로 분리돼 에너지갭 특성 변화, 열전계수의 증가, n형 반도체 특성 등을 갖는 것을 확인했다.
2010년 노벨상의 근거가 된 그래핀과 마찬가지로 층상화합물을 단일층으로 만들면 벌크(덩어리 상태)와는 다른 물성을 가진 전자소자로도 응용이 가능하다.
기존 기계적 방법으로 박리한 나노박막은 소량 밖에 만들 수 없고 적용 분야가 제한적이지만 이번 연구에서 개발된 액상 박리방법을 이용하면 대량으로 생산이 가능하다. 다른 재료간 이종 복합체도 손쉽게 만들 수 있는 등 다양한 응용과 기초 연구가 가능하다.
이 연구에서 사용된 TMD와 같은 층상 나노재료는 열전효과, 표면이온효과가 크다. 절연체·반도체·금속에 이르는 다양한 전기적 성질을 보여 응용처에 따라 적절한 나노시트를 선택할 수 있다.
향후 탄소나노튜브, 그래핀 등의 기존 나노재료와 함께 이종접합소자, 열전소자, 전기역학 소자 등의 다양한 복합체 응용소자 개발이 가능할 것으로 전망된다.
김태규 교수는 "그래핀 재료와 유사한 층상형태로 이뤄진 나노재료를 손쉽게 낱장으로 떼어낼 수 있게 되어 그래핀에 집중된 2차원 재료에 대한 기초 물성연구와 다양한 저차원 나노시트재료에 대한 2차원적인 전하수송 특성, 시트 개수에 따른 반도체 특성의 변화 등 확장된 새로운 후속 연구를 촉발할 것으로 기대된다"고 말했다.
홍보팀 서민경(smk920@korea.ac.kr)
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