그래핀

그래핀은 탄소 원자가 벌집 모양으로 배열된 1원자 두께의 2차원 물질입니다. 이는 단일층 그래핀으로 알려져 있습니다. 이중층 및 다층 그래핀도 실험실에서 합성되었습니다. 그래핀 층을 충분히 쌓으면 흑연 결정이 만들어집니다.

그래핀은 매우 흥미로운 전기적, 광학적, 기계적, 열적 특성을 나타냅니다. 전기적으로는 밴드갭이 0인 반금속 또는 반도체입니다. 그래핀은 매우 낮은 저항률을 보여줍니다. 예를 들어 단지 10에 불과합니다.^-6 실온에서 Wcm. 단일 층 그래핀 필름은 상당히 투명하며 입사되는 빛의 2%만 흡수합니다. 기계적 특성은 매우 뛰어납니다. 예를 들어, 영률은 약 2TPa입니다(TPa = 1조 또는 10¹² 파스칼). 비교를 위해 강철의 영률은 약 0.2TPa입니다.

그래핀의 흥미로운 특성으로 인해 최근 그래핀의 합성, 특성화 및 다양한 응용 분야 개발에 초점을 맞춘 연구가 폭발적으로 증가했습니다. 유망한 응용 분야에는 전자 장치, 태양 전지 및 플라즈마 디스플레이용 투명 전도성 전극, 복합 재료, 에너지 저장 장치, 화학 및 생물학적 센서가 포함됩니다. 

현재 연구자들은 산화그래핀을 환원시켜 그래핀을 생산할 수 있다. 이러한 화학적 합성 접근법은 이제 물질의 그램량을 산출할 수 있습니다. 실리콘 웨이퍼 위에 단일 층의 그래핀을 증착하는 것도 가능합니다. 화학기상증착(Chemical Vapor Deposition)이라는 기술을 사용하면 900~1000°C에서 단일 또는 다층 그래핀을 성장시킬 수 있습니다.