KAIST 연구팀, 20나노급 플렉시블 그래핀 기판 구현

[박계현기자] 국내 연구진이 20nm(나노미터)급의 플렉시블 그래핀 기판을 구현하는데 성공했다.

KAIST(총장 강성모) 신소재공학과 김상욱 교수 연구팀은 원하는 형태로 분자가 스스로 배열하는 '분자조립' 기술을 활용해 유연한 그래핀 기판의 미세공정 수준을 20nm(나노미터)급까지 끌어 올렸다고 12일 발표했다.

연구팀은 그래핀 위에 '블록공중합체'라는 분자조립기술로 초미세패턴을 형성했다. 이를 다시 3차원 기판 혹은 PET(폴리에틸렌테레프탈레이트), PDMS(폴리디멜틸실론산) 등과 같은 플렉시블 기판에 옮겨 회로 기판을 만드는 데 성공했다.

분자조립기술은 플라스틱·액정·생체분자 등과 같이 딱딱하지 않고 유연한 연성소재의 고분자를 원하는 형태로 스스로 배열하게 하는 기술이다.

물과 기름이 서로 섞이지 않는 것처럼 서로 다른 두 고분자가 상분리돼 섞이지 않는다는 점을 이용해, 기존에 만들기 어려웠던 작은 나노구조물을 효율적으로 만들 수 있다.

김상욱 KAIST 교수는 "지금까지 발표된 휘어지는 반도체는 온도에 취약한 플라스틱 기판을 사용해 극한 공정조건을 극복해낼 수 없었다. 때문에 상용화에도 어려움이 많았다"며 "이번 기술은 기계적 물성이 우수한 그래핀을 회로 기판으로 적용하는 데 성공한 획기적인 연구성과"라고 말했다.

이어 "이번에 개발한 원천기술을 바탕으로 후속 연구를 진행해 반도체 회로와 같이 복잡한 회로의 설계에 도전할 것"이라고 덧붙였다.

이번 연구는 교육과학기술부 글로벌프론티어사업 다차원 스마트 IT 융합시스템 연구단의 지원을 받았으며, 재료분야 학술지인 '어드밴스드 머터리얼스(IF=13.87)' 3월 6일자에 실렸다. 김상욱 교수는 이번 연구결과를 오는 20일 열리는 미국 물리학회에서 강연할 예정이다.