그래핀, 그래핀-그래피틱 필름 이종구조 제조 및 특성연구

Abstract

그래핀은 탄소로 이루워진 단원자층의 2차원 나노물질로써, 기계적 강도가 매우 우수하며 화학적으로 안정하고, 전기적 특성도 매우 우수하여 다양한 광전소자 및 트랜지스터에 응용되고 있다. 또한 atomic size로 매우 얇은 두께의 그래핀은 투명하기 때문에, 현재 대표적으로 사용되고 있는 투명 산화막 전극(TCO) 인 ITO(Indium Tin Oxide)를 대체하기 위한 재료로 떠오르고 있다. 본 연구에서는 그래핀을 GaN LED의 투명 전극으로 사용하기 위하여 그래핀의 전기적 특성을 제어하기 위한 방법으로 암모니아 가스 분위기에서 열처리를 진행하였다. 그래핀 트랜지스터를 제작하여 열처리 후 그래핀의 전기적 특성이 향상되는 것을 확인하였고, p-GaN 와 그래핀의 contact resistivity 를 측정한 결과 열처리 후 1.02 Ω∙cm2에서 0.49 Ω∙cm2 로 향상된 것을 알 수 있었다. 또한 그래핀을 전극으로 사용하기 위해 그래핀의 전기적 특성 이외에 구조를 정교하게 제어하는 연구를 진행하였다. 그래핀-그래피틱 필름 이종구조를 그래핀 regrowth를 통해 합성하였고, abrupt한 경계를 가지는 것을 SEM, AFM, TEM, Raman 등의 분석방법을 통하여 확인하였다. 이러한 그래핀의 전기적 특성 및 구조 제어 연구는 향후 투명 전극뿐만 아니라 플렉시블한 소자로 응용될 수 있는 가능성을 보여준다.