빛과 열만을 이용해서 합성된 그래핀 나노리본
미국 캘리포니아대학의 로스앤젤레스 캠퍼스(University of California at Los Angeles)의 연구진은 그래핀 나노리본을 제조할 수 있는 혁신적인 방법을 개발했다.
실리콘은 현대 전자제품의 필수 구성요소이지만, 전자제품들이 점점 더 작아짐에 따라서 내부의 실리콘 구성요소를 작게 만드는 것은 점점 더 어려우지고 있고 비용도 많이 들고 있다.
나노리본은 몇 개의 탄소 원자로 구성된 폭이 매우 좁은 그래핀 스트립(strip)이다. 이것은 밴드갭을 가지고 있기 때문에 유용하다. 밴드갭이 없는 물질은 논리 회로를 만드는데 사용될 수 없다.
이전 방법은 탄소 나노튜브를 이용해서 그래핀 나노리본을 만들었는데, 이것은 부정확하고 일관성이 없는 크기의 나노리본을 생성시켰다. 이번 연구진은 자외선과 600℃의 열에 노출시킴으로써 그래핀 나노리본을 간단하게 만들었다.
이번 연구진은 나노리본을 만들기 위해서 4 개의 분자로 구성된 결정을 성장시켰다. 이 결정은 빛을 이용해서 만들어졌다. 그 후에 아르곤 가스만을 함유한 오븐에 청색 중합체를 넣고 600℃로 가열했다. 이 공정은 중합체를 탄화시키지만 통제된 방식으로 수행된다.
이 공정은 약 1 시간이 걸리고, 나노리본의 폭은 8 개의 탄소 원자이고 길이는 수천 탄소 원자에 이른다. 이 나노리본의 흡수된 빛 파장을 관찰함으로써 리본의 구조와 구성을 알 수 있었다.
다음 연구 단계는 각각의 그래핀 나노리본을 처리하는 것이 될 것이다. 이 연구는 차세대 전자장치를 만드는데 새로운 길을 열어줄 것이다. 이 연구결과는 Journal of the American Chemical Society에 “Synthesis of N = 8 Armchair Graphene Nanoribbons from Four Distinct Polydiacetylenes” 라는 제목으로 게재되었다(DOI: 10.1021/jacs.7b08800).
