국내 연구진, 세상에서 가장 얇은 다이아몬드 제조 성공

기초과학연구원·UNIST 공동…0.5 나노미터 두께
"우수한 다이아몬드 물성 다양한 분야에 접목 가능"

국내 연구진이 그래핀을 이용해 세상에서 가장 얇은 두께인 0.5나노미터(nm, 1nm는 10억 분의 1m)의 다이아몬드를 제조하는데 성공했다.

기초과학연구원(IBS, 원장 노도영)은 다차원 탄소재료 연구단 로드니 루오프 단장(UNIST 자연과학부 특훈교수) 연구팀이 울산과학기술원(UNIST)과 그래핀에 불소를 공급하는 간단한 공정만으로 그래핀을 다이아몬드 박막으로 변신시켰다고 10일 밝혔다.

연구진은 화학기상증착법(CVD)을 이용해 구리니켈(CuNi) 합금 기판 위에서 이중층 그래핀을 제작한 뒤 불소 기체를 주입했다.

주입된 불소는 그래핀과 화학반응을 일으키며 두 층간에서 탄소결합이 생기도록 유도한다.

주변 3개의 원자와 결합하던 탄소가 4개의 주변 원자와 결합하게 되고, 최종적으로 필름 형태의 다이아몬드가 만들어진다.

불소(F)화 과정을 통해 합성했다는 의미에서 연구진은 이 초박형 다이아몬드를 ‘F-다이아메인’으로 명명했다.

연구진이 합성한 F-다이아메인의 두께는 0.5nm에 불과하다.

로드니 루오프 단장은 “유사 다이아몬드 구조체 합성을 통해 다이아몬드의 우수한 물성을 다양한 분야에 사용할 수 있는 길을 연 것”이라며 “향후 전기적·기계적 특성까지 조절 가능한 대면적 단결정 다이아몬드 필름을 구현하는 연구를 진행할 계획”이라고 말했다.

이번 연구 결과는 국제학술지 ‘네이처 나노테크놀로지(Nature Nanotechnology)’ 온라인 판에 10일(한국시간) 게재됐다.


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