성대·아주대 연구팀 "그래핀 청결도 분석 활용 기대"
(대전=연합뉴스) 이재림 기자 = 한국연구재단은 성균관대 송장근·황동목 교수와 아주대 이재현 교수 공동 연구팀이 그래핀 전극 위 액정 분자 배열 방향 결정 원리를 규명했다고 20일 밝혔다.
그래핀 위에 액정을 코팅하면 막대 모양 액정 분자는 한쪽으로 배열되는 특징이 있다고 알려졌다.
액정을 씻어내고 다시 코팅해도 여전히 같은 방향으로만 벌어진다.
이 때문에 '그래핀이 선호하는 한 방향이 존재하는 것 같다'는 통설이 있었다.
이론상으로 그러나 액정배열은 세 가지 방향으로 나타날 수 있다.
공동 연구팀 성과는 이 지점에 있다.
기존 결과를 뒤집고 세 방향 중 선호하는 방향이 없다는 것을 확인했기 때문이다.
연구팀은 액정과 그래핀 표면이 최초로 만나는 순간의 액정 분자 방향에 따라 배열 방향이 결정된다는 것을 증명했다.
기존 한 방향으로만 배열되는 실험 결과는 그래핀 표면 이물질에 의한 오류라는 게 연구팀 설명이다.
청결도가 매우 높은 순수 그래핀 위에서는 세 방향으로 액정배열 확률이 동일했다.
이를 거꾸로 해석하면 액정배열 상태를 통해 그래핀 표면 청결도를 판단할 수 있다.
그래핀에 붙는 이물질의 양이 극히 작아 일반적인 방법으로는 그래핀 청결도를 측정할 수 없었던 문제까지 해결한 셈이다.
연구팀은 대면적 단결정 그래핀에서 원하는 방향으로 균일한 액정배열을 얻는 기술을 구현해 액정표시장치(LCD) 소자에 적용했다.
화질저하 현상을 방지하고, 공정단계를 줄인 성과라고 연구팀은 강조했다.
연구팀 관계자는 "비교적 단순한 방법(스탬핑)을 이용해 그래핀 위 복잡한 구조의 액정배열을 다른 그래핀 기판으로 옮기는 액정배열 복제 기술도 시연했다"고 덧붙였다.
연구는 한국연구재단 해외우수신진연구자유치사업(과학기술정보통신부 소관), 대통령 포닥 펠로우십(교육부 소관), 삼성 미래기술육성센터 과제 등 지원으로 수행했다.
성과를 담은 논문은 지난 2일 어드밴스드 머티리얼스(Advanced Materials)에 실렸다.
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