| 단결정 그래핀 박막 생산속도 150배 증진 기술 개발 | ||
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 최근, 중국과학자는 화학기상증착법(Chemical vapor deposition, CVD)에 대한 조정과 개선을 통하여 그래핀 박막의 생산속도를 150배 증가시킬 수 있는 기술을 개발하여 단결정 그래핀 제조에서 획기적인 성과를 거두었다. 이 연구는 그래핀의 대규모적 응용에 기반을 마련하였다. 해당 논문은 ‘Nature Nanotechnology’ 잡지에 발표되었다. 그래핀은 탄소원자로 구성된 한 층의 원자 두께밖에 안되는 2차원 결정체 재료이며 전기, 빛, 기계 강도에서 뛰어난 특성이 있어 전자학, 태양광 배터리, 센서 등 분야에서 잠재적인 응용전망을 하고 있다. 그래핀 박막은 수요량이 많지만 그 제조속도가 매우 느려 이용률은 계속 25% 정도에서 움직이며 실제적 응용에서 어려움을 겪고 있다. 현재 고품질 그래핀을 제조하는 방법은 테이프 스트리핑법, 탄화규소 또는 금속표면 에피택시얼성장(epitaxial growth)법을 제외한 외 주요하게 화학기상증착법이 있다. 그러나 CVD 기술로 단결정 그래핀 박막을 생산하는데 매우 긴 시간이 필요하며 1cm 단결정 그래핀 박막을 제조하는데 최소 하루의 시간이 걸린다. 중국베이징대학교와 홍콩이공대학교의 연구팀은 반응에 참여하는 동박(Copper Foil)에 소량의 산소기체를 직접 첨가하는 새로운 기법을 개발하여 생산과정을 0.4㎛/s로부터 60㎛/s로 가속하여 속도를 150배 증가시켰다. 산화물 기판은 화학기상증착 과정 중 800℃에 달하는 고온에서 산소를 방출할 수 있다. 산소의 연속적인 공급은 그래핀의 성장 속도를 높일 수 있다. 연구팀은 전자 스펙트럼 분석을 통해 해당 관점을 입증하였다. 측정 과정에서 산소 방출량이 매우 적었지만 산화물 기판과 동박 사이 매우 좁은 공간에 포획 효과가 나타나 산소의 이용 효율을 향상할 수 있었다. 실험에서 연구팀은 짧디짧은 5초 시간 내에 0.3mm의 단결정 그래핀을 생산하였다. 해당 연구는 그래핀 산업에 아주 큰 의미가 크다. 이 기술을 통하여 그래핀을 생산할 경우 효율이 더 높은 롤투롤(Roll-to-roll) 과정을 이용할 수 있다. 생산량의 증가와 원가 감소는 그래핀의 사용범위를 더한층 확장시켜 그 수요량의 증가를 자극할 것으로 전망된다. 정보출처 : http://www.chinahightech.com/html/chany/xcl/2016/0811/337984.html |
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