차세대 반도체소자 ‘그래핀’ 코팅기술 개발

기계硏-성균관대 공동… 투명하고 휘어지는 디스플레이 가능

첨단 반도체 소재인 그래핀을 기존보다 두 배로 강하게 만드는 기술이 개발됐다.

그래핀은 빛이 잘 통과하고 잘 휘어지며, 전기전도도가 뛰어난 첨단 소재다. 터치스크린, 휘어지는 차세대 모니터 등에 들어가는 투명전극을 만들 수 있다. 그러나 표면 강도가 떨어져 기계적인 마찰이 계속되거나 고온 다습한 환경에서 전기전도도가 떨어지는 단점이 있다.

한국기계연구원 이학주 책임연구원은 성균관대 안종현 교수와 공동으로 그래핀으로 만든 반도체 회로를 튼튼하게 감싸는 ‘코팅 기술’을 개발했다고 16일 밝혔다. 그래핀을 만들 때 플라스틱 고분자 용액을 30nm(나노미터·1nm는 10억분의 1m) 두께로 코팅하는 데 성공한 것이다.

연구팀은 고분자 용액을 얇게 코팅한 뒤, 그 위에 자외선을 쪼여 주면 ‘폴리머’라는 그물망 형태로 표면이 단단하게 굳어진다는 사실을 알아냈다. 이 방법을 이용하면 기존 그래핀보다 표면 강도는 2배 정도 강해지고, 흠집도 잘 생기지 않지만 그래핀의 성질은 그대로 유지할 수 있다. 이 연구원은 “그래핀은 다양한 전자제품을 만들 때 쓸 수 있지만, 신개념 투명 디스플레이 시장에서 가장 유력한 소재로 떠오르고 있다”고 말했다.

한편 2030년 세계 그래핀 시장은 6000억 달러(약 672조 원)로 추정되며 이 중 투명 그래핀 시장 규모는 1200억 달러(약 134조4000억 원)에 이를 것으로 예상된다.

대전=전승민 동아사이언스 기자 enhanced@donga.com