500만 화소 카메라로 그래핀 결함 수초 안에 찾아낸다

중앙대 연구팀, 대면적 그래핀 고속 품질 검사 기법 개발

신소재 그래핀의 결함을 500만 화소 카메라로 수초 안에 찾아낼 수 있는 기술이 개발됐다.

한국연구재단은 중앙대 손형빈 교수 연구팀이 대면적 그래핀의 결함과 잔류물을 고속으로 평가할 수 있는 광학 기법을 개발했다고 27일 밝혔다.

그래핀은 흑연의 한 층에서 떼어낸 2차원 물질로, 그래핀 전사 공정은 트랜지스터·광센서·바이오센서 등 제작에 필수적이다.

원자 하나 두께인 매우 얇은 그래핀을 고분자 박막으로 코팅한 뒤 다른 기판에 옮겨 코팅을 제거하게 되는데, 이 과정에서 그래핀이 찢어지거나 주름이 생길 수 있다.

이 같은 결함이나 불순물은 그래핀 전자소자의 성능을 떨어뜨리게 된다.

그래핀 표면 검사를 위해 라만분광법이나 원자 현미경 등이 쓰이는데 수백 ㎛²를 검사하는 데 10분∼수 시간 이상 걸린다.

연구팀은 위상천이 간섭계(빛의 간섭 원리를 이용해 고해상도 이미지를 얻는 측정 기법)를 이용해 500만 화소 카메라로 그래핀 표면 1㎟를 4초 안에 검사하는 데 성공했다.

쌀알 면적의 그래핀 영역에 대해 사진 4∼7장을 연속으로 얻은 뒤 표면에 반사된 빛의 위상을 계산해 표면의 찢어짐이나 주름 여부, 불순물 등을 알아낸 것이다.

이번 연구 결과는 국제 학술지 ‘어드밴스드 머터리얼즈'(Advanced Materials) 지난 24일 자에 실렸다.

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