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차세대 전자소자를 위한 재료로 각광을 받고 있는 그라핀은 발견된 지 4년이 채 지나지 않았지만 세계적인 관심을 받으며 많은 연구가 이루어지고 있다. 이와 관련하여 SiO2 위에서 graphene 소자를 만들 경우의 내외부적인 특성 한계에 대한 연구가 최근 Nature Nanotechnology에 발표되었다. 여러 가지 장점을 가진 소자이지만 그 장점 뿐 아니라 단점과 한계를 이해함으로써 실용 소자 제작 가능 여부를 알아볼 수 있고, 단점과 한계를 극복하면 더 빠른 시일 내에 이를 상용화시킬 수 있으니 이러한 연구에 주목을 해야할 것이다.
이로 인하여 Graphene은 MIT가 선정한 올해 10대 미래기술로 선정되었으며 프린세톤 대학, 조지아공대에서 트랜지스터 개발하였고, HP, IBM ,Intel 사에서도 연구가 진행되고 있다.
2. 이론적 배경
2-1. 그라핀 (Graphene)
그라핀은 순수하게 탄소로만 이루어진 물질로서 우리 주위에서 흔히 볼 수 있는 흑연 및 다이아몬드 등과 유사한 물질이다. 그라핀은 sp2로 결합된 탄소 원자들이 육각 모양으로 형성되어 있는 단일 원자 두께의 얇은 판상구조로 되어 있다. 종이와 같은 2차원 평면 구조를 가지며, 이러한 구조의 그라핀을 적당히 말거나 구부리면 탄소나노튜브나 풀러렌을 만들 수도 있다. 최근 들어 그라핀은 전자소자 재료로서 지대한 관심을 받고 있다.
그라핀은 아주 강하고 만들기 쉬우며 열과 전기 전도도가 매우 좋아서 아주 매력적인 물질이다. 그라핀이 오직 원자 한 개의 두께라는 사실 때문에 이 물질이 2차원의 전자라는 놀라운 성질을 탐험하는데 가장 이상적인 물질로 여겨져 왔다. 이 재료는 연필에서 발견되는 흑연 (그라파이트)에서 만들어진다.
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