【대전=뉴시스】이시우 기자 = 그래핀의 단점을 보완한 새로운 물질이 만들어졌다.
8일 한국연구재단에 따르면 울산과학기술대학교(UNIST)와 포항공대 공동 연구팀이 탄소와 질소로 구성된 새로운 이차원 구조체를 합성해 금속 성질을 갖는 그래핀의 단점을 보완하는데 성공했다.
꿈의 소재로 불리는 그래핀은 현존하는 물질 중 열과 전기가 가장 잘 통하지만 띠 간격이 없어 반도체로 응용하는데 한계가 있었다.
띠 간격은 전자가 존재할 수 없는 영역으로 띠 간격이 있어야 전류 흐름을 신속히 통제 할 수 있어 반도체로 활용할 수 있다.
하지만 연구팀은 화학적 합성을 통해 그래핀과 달리 일정한 구멍이 존재하고 탄소와 질소가 일정한 비율로 존재하는 새로운 2차원 구조체(C2N-h2D crystal)를 개발했다.
이 구조체는 그래핀과 달리 띠 간격이 있어 반도체 소자에 흐르는 전류량의 비율이 최적화된 실리콘 반도체보다 100배나 우수한 것으로 확인됐다.
성능 연구 결과 점멸비가 107로 이미 최적화된 실리콘 반도체보다 100배나 우수한 것으로 나타났다.
열과 전기 전도성이 뛰어나면서도 전류를 흐름을 제어할 수 있어 에너지나 반도체 소재의 한계를 극복, 반도체는 물론 에너지 및 가스 저장, 유기반응 촉매, 생물학 등 다양한 분양에 활용될 것으로 기대된다.
UNIST 백종범 교수는 "열과 전기 전도가 우수한 그래핀이 실리콘을 대체할 것으로 기대됐지만 전류의 흐름을 통제할 수 없어 반도체로 활용하는데 한계가 있었다"며 "꿈의 물질로 불리는 그래핀의 한계를 극복한 만큼 다양한 분야에서 응용이 가능할 것으로 기대된다"고 말했다.
한편, 이번 연구는 UNIST 백종범 교수(에너지/화학공학부)와 신형준 교수(신소재공학부), 박노정 교수(자연과학부) 및 포항공대의 오준학 교수(화학공학부) 공동 연구팀이 미래창조과학부(장관 최양희)와 한국연구재단(이사장 정민근)에서 추진하는 중견 및 리더연구자지원사업의 지원을 받아 수행했다.
연구 결과는 '네이처 커뮤니케이션(Nature Communications)'에 게재된 바 있다. 논문 제목은 'Nitrogenated Holey Two-Dimensional Structures' 이다.
[email protected]
8일 한국연구재단에 따르면 울산과학기술대학교(UNIST)와 포항공대 공동 연구팀이 탄소와 질소로 구성된 새로운 이차원 구조체를 합성해 금속 성질을 갖는 그래핀의 단점을 보완하는데 성공했다.
꿈의 소재로 불리는 그래핀은 현존하는 물질 중 열과 전기가 가장 잘 통하지만 띠 간격이 없어 반도체로 응용하는데 한계가 있었다.
띠 간격은 전자가 존재할 수 없는 영역으로 띠 간격이 있어야 전류 흐름을 신속히 통제 할 수 있어 반도체로 활용할 수 있다.
하지만 연구팀은 화학적 합성을 통해 그래핀과 달리 일정한 구멍이 존재하고 탄소와 질소가 일정한 비율로 존재하는 새로운 2차원 구조체(C2N-h2D crystal)를 개발했다.
이 구조체는 그래핀과 달리 띠 간격이 있어 반도체 소자에 흐르는 전류량의 비율이 최적화된 실리콘 반도체보다 100배나 우수한 것으로 확인됐다.
성능 연구 결과 점멸비가 107로 이미 최적화된 실리콘 반도체보다 100배나 우수한 것으로 나타났다.
열과 전기 전도성이 뛰어나면서도 전류를 흐름을 제어할 수 있어 에너지나 반도체 소재의 한계를 극복, 반도체는 물론 에너지 및 가스 저장, 유기반응 촉매, 생물학 등 다양한 분양에 활용될 것으로 기대된다.
UNIST 백종범 교수는 "열과 전기 전도가 우수한 그래핀이 실리콘을 대체할 것으로 기대됐지만 전류의 흐름을 통제할 수 없어 반도체로 활용하는데 한계가 있었다"며 "꿈의 물질로 불리는 그래핀의 한계를 극복한 만큼 다양한 분야에서 응용이 가능할 것으로 기대된다"고 말했다.
한편, 이번 연구는 UNIST 백종범 교수(에너지/화학공학부)와 신형준 교수(신소재공학부), 박노정 교수(자연과학부) 및 포항공대의 오준학 교수(화학공학부) 공동 연구팀이 미래창조과학부(장관 최양희)와 한국연구재단(이사장 정민근)에서 추진하는 중견 및 리더연구자지원사업의 지원을 받아 수행했다.
연구 결과는 '네이처 커뮤니케이션(Nature Communications)'에 게재된 바 있다. 논문 제목은 'Nitrogenated Holey Two-Dimensional Structures' 이다.
[email protected]
