즐겨찾기 등록 RSS 2.0
장바구니 주문내역 로그인 회원가입 아이디/비밀번호 찾기
home
기사 분류 > 전기기술
[국내②] 용액 공정 그래핀 전극막 비휘발성 분자 메모리 소자 개발, 자유자재로 휘는 모니터, 컴퓨터, 태양전지 등에 응용
2012년 3월 8일 (목) 14:17:22 |   지면 발행 ( 2012년 1월호 - 전체 보기 )

이효영 교수(오른쪽), 서소현 박사(가운데),
민미숙 박사과정생(왼쪽) 등이실험 결과를분석하고있다

우리나라 연구진이 전도성이 뛰어나면서 용액 공정이 가능한 환원 산화 그래핀의 얇은 막을 활용한 비휘발성 분자 메모리 소자를 개발했다. 환원 산화 그래핀은 그래파이트Graphite(흑연)를 산화시켜 만든 그래핀 옥사이드를 환원한 용액이다. 그래핀과 같이 전기 전도성과 전하 이동도가 높으며, 대량 생산과 용액공정이 가능하다. 연구는 이효영 성균관대 교수가 주도했으며, 결과는 화학 분야 권위지인 독일의《앙게반테 케미Angewandte Chemie》온라인판에 게재됐다.

이효영 교수팀이 개발한 소자는 용액 공정이 가능한 환원 산화 그래핀 전극막을 활용해 불과 5나노미터 이하 두께 단분자막을 기반으로 한다. 100%에 가까운 수득률收得겂을 나타내며, 메모리 소자뿐만 아니라 여러 가지 기능성을 갖는 분자막 소자(다이오드, 전도성 분자 와이어 등)에도 적용할 수 있다. 향후 무기 반도체를 이을 차세대 메모리 소자다. 최근 세계적으로 단위 면적당 초고밀도 집적과 다양한 물질(유기 화합물, 고분자, 금속)에 응용할 수 있는 그래핀을 이용한 여러 메모리 소자 개발에 한창이다.
이 교수팀이 개발한 소자는 환원 산화 그래핀층을 이용해 상부 전극 금속 나노 입자가 단분자막으로 침투하려는 것을 막음으로써 금속 전극만 사용할 때 10% 미만이던 소자의 수득률을 월등히 향상시켰다. 또한, 환원 산화 그래핀층은 안정성, 투명성, 전도성이 높기에 다양한 기능성 분자 소자(광센서, 바이오센서)를 제작하기 쉽다.
이 교수는 "현재 메모리 시장을 주도하는 우리나라가 차세대 메모리 분야에서 지속적으로 우위를 선점하려면, 다양한 형태의 차세대 비휘발성 메모리 소자 개발이 중요하다"면서, "이 연구는 환원 산화 그래핀 용액을 이용하기에 제작하기 쉽고 수득률도 높아 자유자재로 휘어지는 모니터, 컴퓨터, 태양전지 등에 응용할 수 있을 것이다"라고 연구 의의를 밝혔다.


기능성 분자 전자 소재에 광범위하게 적용
연구는 단분자막을 기반으로 하는 분자 전자 소자 제작 과정에서 발생하는 분자의 화학적·전기적 특성 저하와 수득률 소실을 개선하는 것이 주목적이었다. 전자 소자의 소형화를 구현하고자 신뢰할 만한 분자 전자 소자를 만들기 위한 연구를 진행해 왔다. 그러나 분자의 기능성을 유지한 채 소자를 구현하려면 제작 과정에서 분자층 보호가 절실했다.
이를 위해 분자층을 두 전극 사이에 위치시켜 기능성 분자(전기 화학적 활성 메모리 소자, 전도성 분자 와이어, 분자 저항 소자)의 전기적 특성을 전극 경계면에 유지해야 한다. 그러나 분자층이 2∼3나노미터로 얇아 전극을 형성하는 과정에서 발생하는 금속 알갱이들이 분자층을 파괴함으로써 소자의 수득률은 10% 미만으로 매우 낮았다. 따라서 전극과 분자층 사이, 특히 분자층 위 상부 전극 경계면에 뛰어난 전도성 층을 형성하고, 분자층을 보호하는 환원 산화 그래핀층을 도입했다. 그 결과 환원산화 그래핀이 10나노미터 정도로 얇고, 전도성 유기막을 형성하며, 분자층의 기능성을 보존해 거의 100%에 가까운 소자 수득률을 나타냈다.
환원 산화 그래핀은 용액 형태의 간단한 스핀 코팅 방법으로 나노층에 막을 안정적으로 형성한다.
금 전극과 탄소 화합물인 분자층 경계면에서 전기적 소실도 적기에 기존 전도성 유기층(전도성 폴리머, 탄소 나노튜브, 그래핀) 물질의 단점인 저전도성, 제작 과정상 오염, 분자층 소실 우려 등도 배제할 수 있다.

비휘발성 메모리(Non-volatile Memory Devices) | 전원을 공급하지 않아도 저장한 정보를 계속 유지하는 컴퓨터 메모리다.
환원 산화 그래핀(Reduced Graphene Oxide) | 그래파이트를 산화시켜 만든 산화 그래핀을 환원해 그래핀과 같은 전기적 특성을 보인다. 육각형 구조로 탄소와 탄소 간 공액 결합으로 연결된 하나의 층으로 이뤄졌고, 높은 전도성과 전하 이동도를 지니며, 대량 생산과 용액 제조가 가능하다.

<Energy News>

인쇄하기   트윗터 페이스북 미투데이 요즘
네이버 구글
태그 : 국내
이전 페이지
분류: 전기기술
2012년 1월호
[전기기술 분류 내의 이전기사]
(2012-03-08)  [국내①] 나노 피라미드 반도체에서 복합 에너지 구조 형성, 형광체 없는 단일 칩 다중 파장 LED 개발 길 열어
(2012-03-08)  [해외] 여자 돌입 전류 억제형 톱 러너 F종 몰드 변압기 개발
(2012-01-12)  [해외] 무정전 옥내 변압기 교체 공사 공법
(2012-01-12)  [국내 ②] 원자력硏, 세계 최대 투과력 가진 중성자 검사 장치 개발 _ 원전 원자로 용접부 검사로 안전성 향상
(2012-01-12)  [국내 ①] KERI, 특수 전동기 저가격 국산화 성공 _ 정시욱 박사팀, 자속 역전 선형 전동기 개발
[관련기사]
전기안전공사, 국내 최초 ‘내부감사 및 위험관리 품질시스템’ 국제인증 (2018-01-12)
LS산전, 국내 최대 규모 청풍호 수상 태양광발전소 준공 (2017-12-21)
남동발전, 국내 최초 상업용 해상풍력발전시대 열다 (2017-11-24)
효성, 국내 최대 태양광 연계 ESS 성공적 준공 (2017-10-12)
국내 최대 규모의 광융합엑스포_국제 LED & OLED EXPO 2017 (2017-08-01)
제이카, 전기차·수소전기차 카셰어링 본격적인 영업 시작 (2017-04-24)
현대차, 국내 최초 수소전기차 카셰어링 서비스 실시 (2017-03-06)
자이언트드론, 국내 최초로 ‘수소연료전지 드론’ 1시간 체공 성공 (2017-01-10)
NI, ‘NI 테스트 기술포럼 2016’ 개최 (2016-04-21)
초고속 원자·분자 분석 시설 - 원자력硏, 국내 최초 구축! 베일에 싸였던 물질의 원리 규명 및 차세대 신물질 개발에 활용 (2016-01-01)
핫뉴스 (5,295)
신제품 (1,548)
전기기술 (857)
특집/기획 (800)
전시회탐방/에너지현장 (293)
업체탐방 (262)
자격증 시험대비 (249)
전기인 (134)
분류내 최근 많이 본 기사
전기자동차의 구동모터와 전...
[국내] PLC를 이용한 온도 제...
[무정전 전원 장치(UPS) ①]...
화재 확산방지를 위한 열 발...
전기절연용 점착테이프의 탄...
[단기연재] 누설전류계 (CLA...
[전문가칼럼] 인버터 지락 관...
[독자투고] NEC 규정접지 및...
일상생활 속 진동으로 환경보...
Winder 분야의 Drive Solut...
과월호 보기:
서울마포구 성산로 124, 6층(성산동,덕성빌딩)
TEL : 02-323-3162~5  |  FAX : 02-322-8386
정기간행물등록번호 : 마포 라00108  |  통신판매업신고번호 : 마포 통신 제 1800호
개인정보관리책임자 : 강창대 팀장 (02-322-1201)

COPYRIGHT 2013 JEONWOO PUBLISHING Corp. All Rights Reserved.
Family Site
네이버 포스
회사소개  |  매체소개  |  정기구독센터  |  사업제휴  |  개인정보취급방침  |  이용약관  |  이메일주소 무단수집 거부  |  네이버 포스트  |  ⓒ 전우문화사