나노회로도 이 ‘펜’ 하나면 쓱쓱

건국대 박배호 교수팀, 나노회로 그리는 ‘나노 화학펜’ 개발

과학동아 | 기사입력 2014년 06월 09일 14:29 | 최종편집 2014년 06월 09일 18:00 

국내 연구진이 현미경의 나노탐침에 걸리는 전압을 조절하는 방식으로 그래핀의 전기전도도, 화학적 결합 능력을 원하는 대로 조절하는 기술을 개발했다. - 건국대 제공

  국내 연구진이 나노 크기의 전자회로를 그릴 수 있는 ‘펜’을 개발했다. 

  박배호 건국대 물리학부 교수팀은 김원동 한국표준과학연구원 책임연구원, 손영우 고등과학원 교수팀과 공동으로 그래핀 위에 화학적 성질이 다른 나노회로를 그릴 수 있는 ‘나노 화학펜’ 기술을 개발했다고 9일 밝혔다. 

  ‘꿈의 소재’로 불리는 그래핀을 전자소자나 센서로 활용하려면 그래핀에 산소나 수소를 결합시켜 전기적, 화학적 성질을 바꾸는 기술이 필요하다. 지금까지 화학적 처리를 하는 방법이 개발됐지만 공정이 복잡하고 세밀한 조정이 어렵다는 한계가 있었다.

  연구진은 원자간힘 현미경의 나노탐침을 이용해 그래핀의 원하는 부분에 산소나 수소를 결합시키는 방법을 개발했다. 원자간힘 현미경은 끝에 달린 나노탐침의 원자와 시료 표면의 원자 사이에 작용하는 반발력을 이용해 시료 표면을 관찰하는 현미경을 뜻하는데, 나노탐침에 가하는 전압의 세기를 달리하자 그래핀의 화학적 상태를 정밀하게 조절할 수 있었다. 

  이번에 개발한 방법은 정확도가 나노미터 수준으로 기존 화학적 방식보다 세밀하고, 그래핀 표면을 산화·수소화하는 정도도 높은 것으로 나타났다. 

  박 교수는 “이 기술을 응용해 그래핀 각 부분의 산화상태를 다르게 만들면 다양한 기능을 하는 전자소자를 개발할 수 있다”고 말했다. 

  이 연구결과는 ‘네이처’ 자매지인 ‘NPG 아시아 머티리얼스’ 5월 23일자에 실렸다.

이재웅 기자 ilju2@donga.com