성균관대 연구팀, '99% 이상 적외선 투과도' 투명 전극 개발

폴더블 전자제품에 쓰이는 '그래핀' 투과도 개선 필요

그래핀 공정 처리後 투과도, 97.2%→99.2% 이상 상승

컬럼비아大와 공동 연구, 네이쳐 표지…여러 활용 기대

[서울=뉴시스] Nature Electronics 10월호 표지(사진=성균관대 제공) *재판매 및 DB 금지

[서울=뉴시스]김광주 인턴 기자 = 성균관대학교(총장 신동렬)가 성균나노과학기술원 유원종 교수 연구팀이 미국 컬럼비아대학교와 공동으로 '99%이상의 적외선 투과도를 갖는 투명 전극 소재'를 개발했다고 26일 밝혔다. 이는 세계 최고 수준의 성능이라는 설명이다. 이번 연구는 전자공학 분야 국제학술지 네이쳐(Nature Electronics)에 지난 22일 표지 논문으로 채택됐다.

최근 접히는 스마트폰과 같이 폴더블 전자제품이 유행하면서 이에 쓰이는 투명 전극의 활용도가 높아지고 있다. 하지만 투명 전극을 대표하는 'ITO'는 적외선 영역에서 투과도가 현저히 떨어지는 문제가 있기 때문에 ITO를 대체할 물질로 '그래핀'이 각광을 받고 있다. 하지만 기존 그래핀의 투과도를 획기적으로 높일 기술이 필요한 실정이라고 성균관대는 설명했다.

이에 연구팀은 간단한 상온 UV 오존 처리를 통해 2차원 소재를 산화시켜, 얇은 산화막으로 그래핀의 전기 전도도를 향상시켰다. 이를 통해 적외선 영역에서의 투과도를 획기적으로 높일 수 있는 기술을 개발한 것이다.

공정 처리 전에는 적외선 영역에서의 투과도가 97.2%이던 그래핀이 연구팀이 개발한 기술을 활용했을 때는 99.2% 이상으로 상승했다. 뿐만 아니라 투명한 속성 덕분에 가시광 영역에서도 향후 스마트 윈도우, 투명 전극 등과 같이 미래 전자 소자 분야에 기여할 수 있을 것으로 기대를 모으고 있다고 성균관대는 전했다.

이렇게 처리된 그래핀은 –260도의 극저온에서도 안정적으로 높은 전도성을 보였으며, 텔레커뮤니케이션 파장대에서 매우 높은 투과도와 낮은 광손실 특성을 나타내 향후 차세대 전자통신 기술 및 포토닉스 분야에서도 응용 가능할 것으로 보인다.

[서울=뉴시스] 그래핀의 전기전도성 및 투과도를 향상시키기 위한 공정 전과 후의 투과도 측정 결과 비교(사진=성균관대 제공) *재판매 및 DB 금지

연구의 1저자인 최민섭 박사는 "본 연구에서 개발한 그래핀의 전도성 및 투과도 향상 기술이 상용화된다면 투명 및 유연 전자소자, 5G를 넘는 차세대 전자통신 기술을 실현하기 위한 핵심동력 될 것으로 기대한다"고 말했다.


◎공감언론 뉴시스 [email protected]