본문/내용
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흑연을 잘라라, 그래핀
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Graphene 은 무엇인가
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Graphene
그래핀의 정의
연필심으로 쓰이는 흑연 즉 ‘graphite’와탄소이중결합을 가진 분자를 뜻하는 접미사 ‘-ene’를 결합하여만든용어이다.
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Graphene
그래핀의 구조 (1)
2차원 육각형 벌집구조
STM으로 관찰한 Graphene
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Graphene
그래핀의 구조 (2)
에너지-모멘텀의 관계
원자,전자의 띠 : 선형
Cf) photon
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Graphene 특성
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Graphene
그래핀의 발견
탄소 (흑연)
벌집모양, 육각형 그물 처럼 배열된 평면들로 겹겹히 쌓여있는 원자구조
2004년 맨체스터 대학 Gaim교수 팀 흑연의 단일층 분리에 성공
흑연의 대중성
연필심
윤활유의 원료
탄소섬유 복합물
연간 전 세계 사용율 100만톤 이상
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Graphene
탄소 (C, Carbon)
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Graphene
나노구조
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Graphene
그래핀에서 출발하는 서로 다른 차원의 물질들
C60
탄소나노튜브
흑연
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Grephene
그래핀의 물성적 특성
완전한 2차원 구조
양자홀 효과, 2차원 …
1) 알칼리, 알칼리 희토류 금속등 (전자 주개,전자 받개 물질)을 삽입
2) 반데르발스 힘 감소 : 그래핀 박리 용이
3) 산화 그래핀 -` 그래핀 (환원제)
x) 터치스크린 패널
Graphene Sheet
열성, 화학적 안정성, 기계적 강도 우수
전도성 조절가능 (절연체, 반도체, 전도체)
활용 : Nanoelectronics, 센서, 배터리, 수소저장 등
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마치며
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Grephene
느낀점
세계적으로 큰 관심을 받으며 연구되고 있는 graphene에 대해 기본적인 특성을 파악하는 연구 단계에서 벗어나 다양한 소자에 직접 이용하는 연구 결과들이 점차 활발히 나오고 있는 것으로 보인다. 따라서 앞으로 graphene의 다양한 장점을 이용하여 기존의 소자보다 향상된 전기적, 광학적 특성을 가지는 차세대 소자들이 더 많이 개발되기를 기대해 본다.
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지금부터 2조 발표를 시작하겠습니다.
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순서로는 그래핀의 정의, 특성, 제조법, 응용, 미래 순으로 진행하겠습니다.
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그래핀의 이름적 정의는 흑연을 영어로 뜻하는 graphite와 탄소 이중결합 C=C 이중결합을 뜻하는 접미사 ene을 결합하여 만든 영어입니다.
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지금 보이는 사진은 그래핀 구조의 모식도 입니다. 보시다시피 2차원 6각형 벌집구조로 구성되어 있습니다. 또한 그래핀의 결합 길이는 벤젠고리와 비슷한 0.14nm입니다. 그리고 다음에 보이는 사진은 STM즉, 주사터널링 현미경으로 관찰한 실제 그래핀의 모습입니다. 방금전 봤던 모식도와 비슷하게 생겼습니다.
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그리고 그래핀은 원자가 띠와 전도띠가 만나는 지금 보이는 화살표가 가르키고 있는 빨간색 띠, 이 근처에서 차이가 없는 반도체의 성질을 가지고 있습니다. 즉, 에너지-모멘텀이 광자과 같은 선형이라는 뜻입니다. 게다가, 그래핀내의 전자들은 정지질량이 없는 상대론적 입자처럼 행동하고, 약 초속 1백만 미터로 움직입니다. 광속, 즉 3x10에 8승에 비교하면 300배나 느리지만, 일반 도체