가장 얇은 두께 그래핀에서 빛 구현

[앵커]
꿈의 신소재로 불리는 그래핀, 세상에서 가장 얇은 차세대 그래핀 가시광원이 국내 연구진에 의해 개발됐습니다.

원자 한층 두께의 단일 그래핀만으로 다양한 색을 구현할 수 있는 세계 최초의 기술입니다.

이정우 기자입니다.

[기자]
그래핀은 높은 전도도와 열전도율, 신축성과 투명성을 갖고 있는 꿈의 신소재로 차세대 발광소자로 개발하기 위한 다양한 연구가 진행되고 있습니다.

문제는 그래핀 자체만으로는 반도체 성질이 없어 빛을 만들 수 없다는 점입니다.

한국표준과학연구원과 서울대 등 국내 연구팀이 전구 필라멘트처럼 그래핀을 공중에 띄우는 방법으로 그래핀 자체가 스스로 빛을 낼 수 있다는 사실을 확인했습니다.

세상에서 가장 얇은 원자 한 층, 0.3㎚ 두께의 그래핀에서 다양한 빛을 만들어 낼 수 있는 차세대 그래핀 가시광원 기술을 개발한 겁니다.

[배명호, 표준과학연 양자측정센터]
"그래핀을 공중에 띄워 가지고 아주 작은 볼트 만으로도 빛을 나오게 하는 즉, 텅스텐 전구와 비슷한 원리이지만 훨씬 더 효율적인 방법으로 빛을 만들게 된 겁니다."

기판으로부터 천nm 정도 띄운 그래핀에 수 볼트의 전압을 가하면 노란 빛이 나오고 9백 nm 이하에서는 붉은색이 방출됩니다.

떠 있는 높이와 기판 간의 거리를 조절하면 빛의 간섭효과로 빨강, 노랑, 주황 등 다양한 색을 인위적으로 만들어 낼 수 있습니다.

그래핀 자체를 빛의 광원으로 활용함으로써 실리콘 없이 그래핀만으로도 광소자를 만들 수 있다는 게 장점입니다.

변형에 유연하고 경제성이 뛰어난 그래핀의 성질을 이용하면 투명 플랙서블 디스플레이는 물론 광컴퓨터 개발도 가능하다는 전망입니다.

[박윤, 서울대 물리천문학부 교수]

"그래핀을 우리가 바닥에서 띄운 상태에서 적은 전류를 흘리면 열이 빠져 나가는 것을 막으면서 그래핀이 3천 켈빈까지 올라가고 그 때부터 강한 빛이 나옵니다."

태양 표면온도의 절반 수준까지 끌어 올려 매우 밝은 빛을 만들 수 있는 이번 연구결과는 세계적 과학지 네이처 나노테크놀로지 최근호에 실려 우수성을 인정 받았습니다.

YTN 이정우입니다.