차세대반도체연구회

본문보기

표준연구원, 신소재 `그래핀` 열전도율 제어 성공 류경동 기자 발행일 2013.05.08 한국표준과학연구원(KRISS) 양자측정센터 배명호 박사 연구팀이 `꿈의 신소재`라 불리는 그래핀21의 열전도율 제어에 성공했다고 8일 밝혔다. 탄소가 벌집처럼 육각형으로 연결된 얇은 판 구조의 그래핀은 열·전기 전도율이 높고 탄성이 뛰어나 반도체 분야의 신소재로 각광받고 있다. 그래핀 내 열을 전달하는 입자인 `포논(phonon)`이 온도가 높은 지점에서 낮은 지점으로 얼마나 빨리 이동하느냐가 전도율을 결정하는 요인인데, 그래핀 폭을 좁게 하면 그래핀 테두리에 충돌하는 횟수가 늘어나 열전도율이 낮아진다. 연구팀이 그래핀 폭을 300나노미터(㎚, 10억분의 1ｍ)에서 65나노미터로 줄여 측정한 결과, 열전도율이 수십배 이상 감소하는 것으로 나타났다. 동일한 수의 차들이 4차선의 넓은 도로와 폭이 좁은 시골길에서 이동할 때 속도 차이가 나는 것과 같은 원리다. 반면 300나노미터를 기준으로 수 마이크로미터(㎛·100만분의 1ｍ) 이상 폭을 넓혀도 열전도율은 더는 높아지지 않는 것으로 나타났다. 그래핀 폭을 조절해 열전도율을 제어함으로써 열을 보관해야 하는 단열재나 버려지는 열에너지를 전기에너지로 바꾸는 열전발전기 등에 적용될 수 있다. 연구 결과는 권위있는 과학 학술지 네이처의 자매지인 `네이처 커뮤니케이션스`(Nature Communications) 지난 달 11일자에 실렸다.