N-type graphene induced by dissociative H2 adsorption at room temperature

울산과학기술대(UNIST) 전용석ㆍ김병훈 교수(친환경에너지공학부)와 서울대 박영우 교수(물리천문학부), 홍성주 박사과정생, 건국대 이상욱 교수, 한국에너지기술연구원 이정철 박사 연구팀이 n형 그래핀 반도체 저비용 고효율 제작기술 개발에 성공했다.

꿈의 신소재로 불리는 그래핀에 반도체 성질을 부여하기 위해 값비싼 귀금속을 그랜핀에 도핑(n형 반도채)하거나 수소 플라즈마(p형 반도체)를 이용해 처리했으나, 이번 개발된 기술은 탄소 결손이 있는 그래핀이 수소 분자에 노출되면 수소분자가 해리가 되어 수소원자가 그래핀의 모서리와 결손부분의 탄소원자와 결합하고, 이 과정에서 비국소적 전자가 생산되어 n형 그래핀을 만들어내는 것이다.

이 연구는 이러한 이론을 실험적으로 최초로 증명하여 그래핀의 수소저장 원리를 밝혀낼 수 있는 초석을 마련하였다는 점과 그래핀을 반도체 소자에 응용하기 위해 수소를 사용하여 저비용으로 고효율 반도체 소자를 구현할 수 있는 발판을 마련하였다는 점에서 학문적, 산업적으로 큰 의미가 있다고 판단된다.

위 연구는 네이처 학술지 출판사에서 출판하는 Scientific Report 9월 25일자 온라인판에 게재되었다.