기계/재료

중국 게르마늄기반 대면적 그래핀 생장 성공

발행일 : 2013 / 08 / 30

2013년 8월 28일 중국과학원 상해마이크로시스템연구소 정보기능소재 국가중점실험실의 SOI과제팀과 초전도체 과제팀은 화학기상증착법을 이용해 게르마늄 기판에 대면적 고품질의 단층 그래핀을 균일하게 생장시키는데 성공하였다고 밝혔다. 관련 성과는 네이처지 <사이언티픽 리포트(Scientific Reports)>에 발표되었다.

그래핀은 기계, 전기학, 광학과 화학적 성능이 뛰어나 응용전망이 밝다. 현재까지 화학기상증착법은 대면적의 고품질 그래핀을 제작하는 주요 경로로 알려져 있다. 하지만 그래핀 생장과정에 금속기판을 필수 촉매제로 사용하기 때문에 산업응용을 위해서는 그래핀과 금속기판을 먼저 분리시킨 다음 다시 절연체 혹은 반도체 기판에 부착시켜야 하는 문제가 있다. 번거로운 작업과정에 그래핀의 구조가 파괴되거나 오염되기 쉽기 때문에 지금까지 성숙된 대규모 집적회로 공법과 상호 호환성을 실현하기 힘들며, 그래핀 부품 기반의 양산화와 보급이 제약받고 있다.

상기 존재하는 문제점을 해결하기 위해 Di Zengfeng(狄增峰) 연구원은 왕강(王刚) 박사생과 함께 대규격 게르마늄 기판위에 화학기상증착법으로 그래핀을 직접 생성시키는 아이디어를 고안해냈고, 대면적의 균일한 고품질 단층 그래핀을 제작하는데 성공하였다.

반도체재료에 속하는 게르마늄은 실리콘재료보다 캐리어 유동성이 훨씬 높기 때문에 가장 유망한 잠재적인 반도체재료로 각광받고 있으며, 미래 대규모 집적회로에 응용될 전망이다.

Di Zengfeng 연구원은 게르마늄기판 그래핀은 고품질 그래핀과 반도체 기반과의 통합을 실현하였을 뿐만 아니라 제조공법과 기존 반도체공정과의 호환성 문제를 해결함으로써 그래핀의 반도체공업계에서의 광범위한 응용을 빠르게 추진하고 중요한 응용가치를 지닌다고 밝혔다.