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MIT의 연구진은 주름이 적은 그래핀을 만들고 발생된 주름을 제거할 수 있는 새로운 방법을 발견했다. 그래핀은 실리콘을 대체할 수 있는 유망한 재료이고, 빠르고 효율적인 전기적 및 광전기적 장치를 만들 수 있다. 그러나 그래핀을 제조하는 것은 매우 어렵다. 기존의 제조 공정은 그래핀에 주름을 발생시켜서 그래핀의 전기적 성능을 매우 낮춘다. 이 기술은 웨이퍼 크기의 단일 도메인 그래핀을 제조할 수 있게 한다. 그래서 그래핀 단일층은 균일한 원자 배열과 전기적 성능을 가진다. 그래서 웨이퍼 크기의 수백 만 개의 단일 도메인 그래핀을 만들어도 동일한 성능을 가질 수 있다. 그래핀을 만드는 가장 일반적인 방법은 화학 기상 증착(chemical vapor deposition, CVD)이다. CVD 공정은 하부에 존재하는 거친 구리 표면과 그래핀을 산에서 당기는 과정에서 거시적인 주름이 발생한다. 탄소 원자 배열도 그래핀 전체에 걸쳐 균일하지 않고, 다결정 상태로 만들어져서 전자의 속도도 일정하지 않다. 그래서 이번 연구진은 CVD 공정 대신에 매끄러운 표면을 가진 실리콘 카바이드 웨이퍼로부터 단결정 그래핀을 제조했다. 그 후에 그래핀 전사(graphene transfer) 기술을 사용해서 최상부에 존재하는 그래핀을 벗겨내었다. 평평하고 단결정 상태인 그래핀 웨이퍼가 단일 도메인인지를 테스트하기 위해서 각 웨이퍼 조각으로 작은 트랜지스터를 제조했다. 주름을 제거한 그래핀의 전자 이동도가 그렇지 않는 것에 비해서 2배 더 빨랐다. 그래핀은 꿈의 소재로서 전 세계 과학자로부터 각광을 받고 있다. 이번 연구는 이런 그래핀으로 트랜지스터와 같은 전자 장치를 만들 수 있는 새로운 길을 열어주었다. 이 연구결과는 저널 Proceedings of the National Academy of Sciences에 ldquo;Unveiling the carrier transport mechanism in epitaxial graphene for forming wafer-scale, single-domain graphene rdquo; 라는 제목으로 게재되었다. |
