IBS, 그래핀 성장속도 최고기록 경신
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빈동솔
작성일19-07-16 20:29
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불소 활용해 분당 12㎜ 씩 성장 … 기존 대비 3배 더 빨라[아이뉴스24 최상국 기자] 그래핀 성장속도를 기존보다 3배 더 빠르게 할 수 있는 방법이 개발됐다.
기초과학연구원(IBS) 다차원 탄소재료 연구단 펑딩(Feng Ding) 그룹리더(UNIST 특훈교수) 연구팀은 그래핀 성장 과정에 불소를 활용해 기존보다 3배 빠른 분당 12㎜의 성장 속도를 달성했다고 발표했다.
시간에 따른 그래핀의 크기 변화를 보여주는 주사전자현미경(SEM) 이미지. 성장 2초 뒤(a)에 비해 5초 뒤의 크기가 확연히 커졌음을 확인할 수 있다. 그래핀은 초당 200㎛ 이상의 속도로 빠르게 성장한다.[IBS]
연구팀은 그래핀 성장을 위해 일반적으로 사용되는 화학기상증착(CVD)법에 반응성이 좋은 불소를 활용해 성장 속도를 높이는 방법을 개발했다. 화학기상증착법은 금속기판 표면에 메탄가스(CH4)를 주입해 메탄 속의 탄소 원자가 금속기판에 흡착하게 만들어 그래핀을 형성하는 방식이다.
연구팀은 우선 불소를 함유한 금속불화물(MF2)을 금속기판으로 사용하고, 이 위에 얇은 구리 필름을 올린 형태의 기판을 제작했다. 그리고 온도를 높여 불소가 금속불화물로부터 방출되게 했다. 이 때 기판에서 방출된 불소는 금속불화물과 구리 필름 사이 10~20㎛의 매우 좁은 공간에 머물게 된다. 여기에 메탄가스를 주입하면 불소로 인해 메탄가스는 분해가 더 쉬운 형태의 기체로 바뀌며 최종적으로 탄소 원자가 기판에 흡착, 성장하는 속도도 더 빨라졌다.
기존의 공정에 불소 기체를 곧바로 주입하면 반응성이 큰 불소가 다른 물질과 결합해 독성물질을 생성할 위험이 있기 때문에, 불소가 다른 물질과 반응하지 않도록 일종의 장벽을 세워 가두는 방법을 고안한 것이다.
연구진이 개발한 초고속 성장기술의 모식도. 2차원 그래핀 성장에 불소를 국소적으로 주입하는 방식의 초고속 대면적 성장기법을 개발했다. 금속불화물과 구리 박막 사이 좁은 틈에 갇힌 불소(F)는 메탄가스(CH4)를 더 쉽게 분해되는 형태의 기체로 변환시키고, 이 때문에 그래핀은 원료인 탄소를 쉽게 얻어 더 빠르게 성장할 수 있다. [IBS]
이번 연구의 공동 제1저자인 루 치우 연구원(UNIST 박사과정생)은 “메탄분자와 불소가 반응해 생긴 기체들은 매우 분극화 돼 있어 더 쉽게 분해되고, 이로 인해 탄소 공급이 가속화돼 더 빠르게 그래핀을 성장시킬 수 있는 것”이라고 설명했다.
새로 개발된 기술은 그래핀을 분당 12㎜의 속도로 빠르게 성장시켰다. 이는 지금까지 보고된 그래핀 성장 최고속도였던 분당 3.6㎜ 보다 3배 이상 빠른 속도다. 기존에 10㎠ 그래핀 제조에 10분이 소요됐다면 개발된 기술로는 3분 정도로 단축할 수 있는 셈이다.
연구진은 이 기술을 그래핀 외에 또다른 2차원 소재인 육방정계 질화붕소(h-BN, 일명 화이트그래핀)와 반도체 물질인 텅스텐이황화물(WS2) 성장에도 적용해 본 결과, 그래핀과 마찬가지로 불소가 성장속도를 크게 단축함을 확인했다. 불소가 다양한 2차원 소재들의 성장속도를 높이는 열쇠임을 증명한 것이다.
펑딩 그룹리더는 “2차원 물질의 성장과정에서 불소를 국소적으로 주입하는 간단한 방식으로 상용화의 걸림돌이 되던 성장속도 문제를 해결했다”며 “불소와 같은 반응성이 좋은 물질들로 다양한 2차원 물질을 더 향상된 속도로 합성할 수 있을 것”이라고 말했다.
이번 연구결과는 16일 국제 학술지인 네이처 케미스트리에 게재됐다.(논문명 : Kinetic modulation of graphene growth by fluorine through spatially confined decomposition of metal fluorides)
최상국기자 [email protected]
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불소 활용해 분당 12㎜ 씩 성장 … 기존 대비 3배 더 빨라[아이뉴스24 최상국 기자] 그래핀 성장속도를 기존보다 3배 더 빠르게 할 수 있는 방법이 개발됐다.
기초과학연구원(IBS) 다차원 탄소재료 연구단 펑딩(Feng Ding) 그룹리더(UNIST 특훈교수) 연구팀은 그래핀 성장 과정에 불소를 활용해 기존보다 3배 빠른 분당 12㎜의 성장 속도를 달성했다고 발표했다.
시간에 따른 그래핀의 크기 변화를 보여주는 주사전자현미경(SEM) 이미지. 성장 2초 뒤(a)에 비해 5초 뒤의 크기가 확연히 커졌음을 확인할 수 있다. 그래핀은 초당 200㎛ 이상의 속도로 빠르게 성장한다.[IBS]연구팀은 그래핀 성장을 위해 일반적으로 사용되는 화학기상증착(CVD)법에 반응성이 좋은 불소를 활용해 성장 속도를 높이는 방법을 개발했다. 화학기상증착법은 금속기판 표면에 메탄가스(CH4)를 주입해 메탄 속의 탄소 원자가 금속기판에 흡착하게 만들어 그래핀을 형성하는 방식이다.
연구팀은 우선 불소를 함유한 금속불화물(MF2)을 금속기판으로 사용하고, 이 위에 얇은 구리 필름을 올린 형태의 기판을 제작했다. 그리고 온도를 높여 불소가 금속불화물로부터 방출되게 했다. 이 때 기판에서 방출된 불소는 금속불화물과 구리 필름 사이 10~20㎛의 매우 좁은 공간에 머물게 된다. 여기에 메탄가스를 주입하면 불소로 인해 메탄가스는 분해가 더 쉬운 형태의 기체로 바뀌며 최종적으로 탄소 원자가 기판에 흡착, 성장하는 속도도 더 빨라졌다.
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연구진이 개발한 초고속 성장기술의 모식도. 2차원 그래핀 성장에 불소를 국소적으로 주입하는 방식의 초고속 대면적 성장기법을 개발했다. 금속불화물과 구리 박막 사이 좁은 틈에 갇힌 불소(F)는 메탄가스(CH4)를 더 쉽게 분해되는 형태의 기체로 변환시키고, 이 때문에 그래핀은 원료인 탄소를 쉽게 얻어 더 빠르게 성장할 수 있다. [IBS]이번 연구의 공동 제1저자인 루 치우 연구원(UNIST 박사과정생)은 “메탄분자와 불소가 반응해 생긴 기체들은 매우 분극화 돼 있어 더 쉽게 분해되고, 이로 인해 탄소 공급이 가속화돼 더 빠르게 그래핀을 성장시킬 수 있는 것”이라고 설명했다.
새로 개발된 기술은 그래핀을 분당 12㎜의 속도로 빠르게 성장시켰다. 이는 지금까지 보고된 그래핀 성장 최고속도였던 분당 3.6㎜ 보다 3배 이상 빠른 속도다. 기존에 10㎠ 그래핀 제조에 10분이 소요됐다면 개발된 기술로는 3분 정도로 단축할 수 있는 셈이다.
연구진은 이 기술을 그래핀 외에 또다른 2차원 소재인 육방정계 질화붕소(h-BN, 일명 화이트그래핀)와 반도체 물질인 텅스텐이황화물(WS2) 성장에도 적용해 본 결과, 그래핀과 마찬가지로 불소가 성장속도를 크게 단축함을 확인했다. 불소가 다양한 2차원 소재들의 성장속도를 높이는 열쇠임을 증명한 것이다.
펑딩 그룹리더는 “2차원 물질의 성장과정에서 불소를 국소적으로 주입하는 간단한 방식으로 상용화의 걸림돌이 되던 성장속도 문제를 해결했다”며 “불소와 같은 반응성이 좋은 물질들로 다양한 2차원 물질을 더 향상된 속도로 합성할 수 있을 것”이라고 말했다.
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경찰이 광주 세계수영선수권대회 수구 경기를 준비하던 여자 선수들을 몰래 촬영한 일본인 관객의 범행 고의성 규명에 수사력을 모으고 있다.
이번 사건을 수사 중인 광주 광산경찰서는 15일 관련 브리핑을 열고, 성폭력 범죄의 처벌 등에 관한 특례법 위반상 카메라 등 이용 촬영 혐의로 입건한 일본인 A(37)씨의 혐의 입증에 주력한다고 밝혔다.
경찰은 혐의를 강하게 부인하고 있는 A씨의 디지털 카메라와 스마트폰, SD 메모리카드를 임의 제출받은 뒤 이들 기기의 디지털 정보와 자료를 수집·분석 중이다.
그는 14일 오전 11시∼11시45분 광주 광산구 남부대 수구 연습경기장 2층 난간에서 디지털 카메라로 체조 등 준비 운동을 하던 불특정 다수 뉴질랜드 여자 선수들의 신체 일부를 동영상으로 촬영한 혐의를 받는다.
A씨는 경찰 조사에서 “선수들 표정과 훈련 모습을 찍고 싶었다”며 ”조작을 잘못해 하반신을 확대 촬영(클로즈업)했다”고 주장했다.
그가 촬영한 동영상 12분 분량(파일 13개) 가운데 30초가량이 선수들의 신체 특정 부위를 촬영한 영상으로 조사됐다.
동영상 분석 후 A씨에 대한 보강 수사가 필요하다고 판단한 경찰은 이날 오전 8시40분 일본 오사카로 향할 예정이던 A씨를 상대로 열흘간 긴급 출국정지 조치를 취했다.
A씨는 이날 오전 전남 무안국제공항 출·입국 심사대를 통과했으나, 비행기 탑승 전 경찰 수사 협조에 동의한 것으로 전해졌다.
경찰은 지난 13일 홀로 입국한 A씨가 수구 2경기 입장권만 끊어 선수들의 신체 특정 부위를 촬영하고 이날 출국하려 한 점, 진술 내용에 일부 신빙성이 떨어지는 점 등으로 미뤄 성적 욕망을 채우려 범행했을 개연성을 열어두고 있다.
경찰은 뉴질랜드 선수 가족의 신고로 대회 보안요원에게 제지당한 뒤 임의동행된 A씨가 촬영한 영상을 삭제했을 가능성도 배제하지 않고 있다.
경찰은 수사의 공정성을 기하기 위해 A씨 입회 아래 카메라 SD 카드와 스마트폰에 대한 디지털 포렌식 분석을 하고 있다.
경찰은 분석을 마치는 대로 그를 불러 보강 조사에 나설 계획이다.
피해자를 특정해 진술을 듣는 방안도 검토 중이다.
아울러 A씨의 범죄경력 조회도 일본 외교당국에 요청했다.
기기 분석 결과 다른 이의 성적 수치심을 유발할 수 있는 동영상이나 사진이 추가로 나오면 그가 운영하는 사회관계망서비스(SNS) 계정 등도 살펴 여죄를 밝힐 계획이다.
경찰 관계자는 “디지털 분석 결과가 나오는 대로 수사를 최대한 빠른 시일 내 마무리하겠다”며 ”대법원 판례를 적용해 촬영 의도 등을 집중 추궁할 계획”이라고 밝혔다.
이어 “촬영 대상이 평균적인 사람의 입장에서 성적 욕망 또는 수치심을 유발할 수 있는 신체에 해당하는지 여부를 고려하겠다”며 “피해자의 옷차림과 노출 정도, 촬영자 의도와 경위, 특정 신체부위 부각 여부 등을 종합적으로 살핀 뒤 기소의견 송치 여부를 정할 방침”이라고 덧붙였다.
양봉식 기자 [email protected]
ⓒ 세상을 보는 눈, 세계일보
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| 김신웅 광주 광산경찰서 여성청소년과장이 15일 경찰서 어등홀에서 세계수영선수권대회에서 벌어진 일본인 불법촬영 사건과 관련해 브리핑을 열고 있다. 광주=뉴시스 |
경찰이 광주 세계수영선수권대회 수구 경기를 준비하던 여자 선수들을 몰래 촬영한 일본인 관객의 범행 고의성 규명에 수사력을 모으고 있다.
이번 사건을 수사 중인 광주 광산경찰서는 15일 관련 브리핑을 열고, 성폭력 범죄의 처벌 등에 관한 특례법 위반상 카메라 등 이용 촬영 혐의로 입건한 일본인 A(37)씨의 혐의 입증에 주력한다고 밝혔다.
경찰은 혐의를 강하게 부인하고 있는 A씨의 디지털 카메라와 스마트폰, SD 메모리카드를 임의 제출받은 뒤 이들 기기의 디지털 정보와 자료를 수집·분석 중이다.
그는 14일 오전 11시∼11시45분 광주 광산구 남부대 수구 연습경기장 2층 난간에서 디지털 카메라로 체조 등 준비 운동을 하던 불특정 다수 뉴질랜드 여자 선수들의 신체 일부를 동영상으로 촬영한 혐의를 받는다.
A씨는 경찰 조사에서 “선수들 표정과 훈련 모습을 찍고 싶었다”며 ”조작을 잘못해 하반신을 확대 촬영(클로즈업)했다”고 주장했다.
그가 촬영한 동영상 12분 분량(파일 13개) 가운데 30초가량이 선수들의 신체 특정 부위를 촬영한 영상으로 조사됐다.
동영상 분석 후 A씨에 대한 보강 수사가 필요하다고 판단한 경찰은 이날 오전 8시40분 일본 오사카로 향할 예정이던 A씨를 상대로 열흘간 긴급 출국정지 조치를 취했다.
A씨는 이날 오전 전남 무안국제공항 출·입국 심사대를 통과했으나, 비행기 탑승 전 경찰 수사 협조에 동의한 것으로 전해졌다.
경찰은 지난 13일 홀로 입국한 A씨가 수구 2경기 입장권만 끊어 선수들의 신체 특정 부위를 촬영하고 이날 출국하려 한 점, 진술 내용에 일부 신빙성이 떨어지는 점 등으로 미뤄 성적 욕망을 채우려 범행했을 개연성을 열어두고 있다.
경찰은 뉴질랜드 선수 가족의 신고로 대회 보안요원에게 제지당한 뒤 임의동행된 A씨가 촬영한 영상을 삭제했을 가능성도 배제하지 않고 있다.
경찰은 수사의 공정성을 기하기 위해 A씨 입회 아래 카메라 SD 카드와 스마트폰에 대한 디지털 포렌식 분석을 하고 있다.
경찰은 분석을 마치는 대로 그를 불러 보강 조사에 나설 계획이다.
피해자를 특정해 진술을 듣는 방안도 검토 중이다.
아울러 A씨의 범죄경력 조회도 일본 외교당국에 요청했다.
기기 분석 결과 다른 이의 성적 수치심을 유발할 수 있는 동영상이나 사진이 추가로 나오면 그가 운영하는 사회관계망서비스(SNS) 계정 등도 살펴 여죄를 밝힐 계획이다.
경찰 관계자는 “디지털 분석 결과가 나오는 대로 수사를 최대한 빠른 시일 내 마무리하겠다”며 ”대법원 판례를 적용해 촬영 의도 등을 집중 추궁할 계획”이라고 밝혔다.
이어 “촬영 대상이 평균적인 사람의 입장에서 성적 욕망 또는 수치심을 유발할 수 있는 신체에 해당하는지 여부를 고려하겠다”며 “피해자의 옷차림과 노출 정도, 촬영자 의도와 경위, 특정 신체부위 부각 여부 등을 종합적으로 살핀 뒤 기소의견 송치 여부를 정할 방침”이라고 덧붙였다.
양봉식 기자 [email protected]
ⓒ 세상을 보는 눈, 세계일보
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