한국화학연구원(원장 김성수)이 개발한 '그래핀 저온 전사방법'은 투명 전극재료로 각광받는 그래핀을 추가 처리 없이 깔끔한 표면을 갖도록 전사하는 기술이다.
기존 그래핀은 기판 위 식각 공정을 통해 전사하는데, 상온 온도에서는 기판이 녹아들어 표면이 고르지 못하게 된다. 이 때 기판 증착 그래핀도 함께 영향을 받아 매끈한 표면을 가지기 어렵다.
이는 그래핀의 전기특성과 기계·광학 특성을 저하시키는 요인이 된다. 그래핀을 다른 화합물질과 결합하는 것에도 악영향을 끼친다. 활용성을 높이기 위해서는 각종 후처리가 불가피해 생산 수율이 떨어질 수밖에 없다.
연구팀은 기존 대비 약 40도 낮은 약 영하 18도 온도에서 식각을 진행하는 공정을 구성해 이런 문제를 해결했다. 미리 온도를 낮춘 식각 용액에 그래핀 증착 기판을 처리하는 것이 핵심이다.
연구팀은 이 공정으로 식각 과정에서 기판이 녹아드는 현상을 원천 차단해 기판에 증착된 그래핀 역시 매끈하게 전사할 수 있다고 설명했다.
이 경우 그래핀에 고유한 특성을 부여한 완전한 그래핀 소자를 얻을 수 있고 후속공정 적용도 쉬워진다. 주된 활용처는 디스플레이나 반도체 산업 분야다.
기술은 현재 바로 사업화가 가능한 수준 완성도를 보이고 있다. 관련 특허로는 국내 한 건을 등록한 상태다.
이정오 화학연 박사는 “보다 성능 높은 그래핀을 얻을 수 있는 원천 전사 기술을 확보했다”며 “추가 처리나 비용 없이 완전한 그래핀을 대면적으로 전사할 수 있어 산업 활용도가 높다”고 말했다.
대전=김영준기자 kyj85@etnews.com
