Graphene and its future

소개

차세대 전자산업의 재료로 각광받는 그래핀(Graphene)관련 기술 레포트

목차

1. What is Graphene?
(1) Graphene이란?
(2) Graphene의 역사와 발견
(3) Graphene의 특징
① Graphene의 특성
② Si의 대안
③ Graphene의 문제점
(4) Graphene 제작법
① 기계적 박리법
② 화학적 박리법
③ 화학 증기 증착법

2. The Structure of Graphene
(1) 육각 2차원 구조
(2) 탄소나노튜브(CNT) 구조
(3) 풀러렌(Fullerene) 구조
(4) 나노메쉬 구조
(5) 나노리본 구조

3. The Technology of Graphene
(1) Graphene Transistor
(2) Graphene 기반 Memory 소자 기술
① Transistor형 Memory 소자
② 다중층 Graphene 전극을 이용한 Memory 소자
③ Graphene Oxide Memory 소자
(3) Graphene Paper
(4) 초고용량 Capacitor 전극
(5) Graphene 투명전극을 이용한 유기 태양전지

4. The Market and Future`s Prospect of Graphene
(1) 국내외 기술 수준
(2) 국내외 특허 정보 분석
① 국내 특허 동향
② 해외 국가별 특허 등록 현황
(3) 시장 동향 분석 및 사업성

5. The Great Scholars of Graphene
(1) 안토니오 카스트로 네토 (Antonio Castro Neto)
(2) 콘스탄틴 노보셀로프 (Konstantin Novoselov)
(3) 김필립

6. Discussion & Conclusion

7. References

본문내용

(3) Graphene의 특징
① Graphene의 특성
리시프로컬 벡터 (혹은 역벡터) 해석의 도움을 받아 관찰된 그래핀의 특성 중 가장 널리
알려진 사실 중 하나가 디락 퍼미온이다. 그래핀 내에 존재하는 전자들이 리시프로컬 벡터
상의 케이점(K-point)에서 에너지-모멘텀 관계(Energy-Momentum Dispersion Relation)
가 서로 일차함수에 비례하며 (E=ck, E: 에너지, k: 모멘텀, c: 비례상수 혹은 속력), 에너
지 밴드갭이 없음이 여러가지 엑스레이 실험(Angle Resolved Photo-Emission
Spectroscopy: ARPES)에 관찰되었다 (이런 선형결과로 인해 ‘디락 퍼미온’으로 명칭된
다). 이는 현재의 반도체의 에너지-모멘텀 함수가 포물선을 갖는다는 사실에 비교하여 흥
미로운 결과가 아닐 수 없다. 또한 이 곡률이 전자의 이동성에 관련됨을 생각해 볼때 선형
관계를 갖는 그래핀의 경우 비례상수 혹은 전자속력이 케이점 근처에서 최대 ~ 100,000
m/s (이는 빛의 속력의 1/300 정도) 까지 도달하게된다. 결국 이는 그래핀내에서 전자의
이동성 (혹은 모빌리티)이 몹시 크게 됨을 의미하므로 필드 효과 트랜지스터 (Field Effect
Transistor) 등을 통한 그래핀 관련 반도체 산업 발전 가능성을 예고한다.[5]
그래핀은 또한 신축성이 좋아 늘리거나 접는 경우에도 전기 전도성을 유지한다. 때문에
현재 지속적인 연구 중에 있는 플렉시블 디스플레이에 활용가능 할 것으로 여겨진다.
단층의 그래핀의 경우 그 투명도는 97%정도임이 밝혀진 상태이다. 따라서 이러한 투명
성을 이용하여 현재 투명전극(ITO)이 점유하고 있는 터치패널 시장을 대체할 것으로 예상
되어지며, 또한 현해 태양전지에서 산화물을 이용한 투명전지 부분을 대체할 기술로써 연
구 중에 있다.
그래핀의 breaking strength 의 경우는 42N/m 로 이것은 강철보다 100배 이상 강한
것으로 알려져 있다. 때문에 재료들간의 기계적 특성을 측정하기 위한 Strain gauge 로써
의 활용가능성이 점쳐지고 있으며 그에 관한 연구가 진행 중이다

참고자료

· [1] H. J. Kim, "꿈의 나노 물질 그래핀, 전자산업 패러다임을 바꾼다", TTA Journal No.124.
· [2] 김유경 기자, “노벨상도 접수한 꿈의 신소재 그래핀”, ETNews 사이언스포커스(2010).
· [3] European Science Foundation (http://www.esf.org/media-centre).
· [4] 강병진, "미래탄소 기반 소자 기술을 위한 그래핀 합성 연구", KERIS (2009).
· [5] “그래핀 제조방법 및 관련소자 연구현황”, 한국생산기술연구원, 미국기술협력단 (2010).
· [6] A. H. Castro Neto, F. Guinea, N. M. R. Peres, K. S. Novoselove, and A.K. Geim, “The
· electronic properties of graphene”, Rev. Mod. Phys. 81,109 (2009).
· [7] LG global challenger 공모전 (2010).
· [8] Reference [6].
· [9] A. H. Castro Neto, F. Guinea, N. M. R. Peres, K. S. Novoselove, and A.K. Geim, “The
· electronic properties of graphene”, Rev. Mod. Phys. 81,109 (2009).
· [10] 강병현, 김연수, 송은호, 정신우, 함대진, 주병권 “그래핀을 이용한 전자소자”, 고려대학교 전기
· 전자전파공학과 (http://ee.korea.ac.kr/).
· [11] 홍병희, “대면적 그래핀 필름의 합성과 응용”, 물리학과 첨단기술 (2009).
· [12] Y. Zhang, J. W. Tan