반도체 실리콘을 대체할 것으로 기대되는 차세대 나노 물질 ‘그래핀’의 층 두께를 측정하는 기술이 국내 연구진에 의해 개발됐다.

포항가속기연구소 김봉수 수석연구원팀과 KAIST 화학과 김세훈 교수팀은 그래핀 층 내에 있는 탄소간의 결합에너지를 측정해 그래핀 층의 두께를 알아내는 기술을 개발했다고 1일 밝혔다. 이 연구결과는 국제 학술지 ‘어드밴스드 머티리얼스’ 2일자에 게재된다.

그래핀은 전자현미경으로 연필 심을 보면 관찰할 수 있는 켜켜이 쌓인 얇은 판. 탄소 원자들이 모기장처럼 얽혀있는 그래핀 안에서는 전자가 빠른 속도로 흐르기 때문에 이를 반도체 재료로 쓰면 정보처리 속도를 지금보다 수백 배 높일 수 있다.

그래핀은 쌓인 두께에 따라 전기적 특성이 크게 달라지는데 연구팀은 방사광가속기를 활용해 그래핀 층이 두꺼울수록 탄소간 결합에너지가 떨어진다는 사실을 발견했다. 그래핀을 반도체 재료로 쓸 때 층이 두꺼울수록 정보처리 속도가 느려진다는 것이다.

이번 연구를 주도한 포항가속기연구소 김기정(사진) 선임연구원은 “이번 연구가 그래핀을 활용한 반도체 소자, 가스 누출 감지기, 수소 저장장치 등의 개발에 이용될 것으로 기대한다”고 말했다.

이정호 동아사이언스 기자 sunrise@donga.com