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20세기 후반부터 시작된 탄소동소체의 발견이 21세기에도 이어지고 있다. 20세기 후반에는 플러린(C)과 탄소나노튜브가 있다. 2004년 영국 맨체스터 대학의 Novoselov와 Geim 교수 연구팀에 의해 그래핀(Graphene)의 존재가 확인되었다. 흑연의 단층인 그래핀은 원자 하나의 두께를 가지는 이차원 구조체이다. 그래핀은 0차원인 fullerene과 1차원인 nanotube로 만들 수 있으며, 겹겹이 쌓으면 ...

20세기 후반부터 시작된 탄소동소체의 발견이 21세기에도 이어지고 있다. 20세기 후반에는 플러린(C)과 탄소나노튜브가 있다. 2004년 영국 맨체스터 대학의 Novoselov와 Geim 교수 연구팀에 의해 그래핀(Graphene)의 존재가 확인되었다. 흑연의 단층인 그래핀은 원자 하나의 두께를 가지는 이차원 구조체이다. 그래핀은 0차원인 fullerene과 1차원인 nanotube로 만들 수 있으며, 겹겹이 쌓으면 3차원 그래파이트(Graphite)로 만들 수 있다. 이차원에서 결정구조 형성이 어려울 것이라는 생각과 흑연의 한층을 분리 하는 것이 거듭 실패하여 이론적으로만 그래핀에 대한 독특한 물리적 성질은 연구되어 왔다. 하지만, 이제 간단한 방법으로 그래핀을 불리할 수 있게 되어 그래핀의 독특한 물리적 성질을 확인할 수 있게 되었다. 그 예로 양자 홀 효과를 들 수 있다. 그래핀은 전자의 이동 속도가 빠르고, 구리의 100배 이상 전류가 흐를 수 있으며, 신축성이 좋아 휘거나 구부려도 전도도가 변하지 않는다. 이런 점을 이용하여 현재 디스플레이를 만드는데 쓰이는 실리콘을 대체 할 수 있는 꿈의 소재로 주목 받고 있다. 스카치테이프를 사용하여 기계적 박리 작업을 통하여 grapite를 단 일층의 그래핀(single layer graphene) 또는 다층의 그래핀(multilayer graphene)을 추출하여 p-type의 Si wafer에 추출하였다. 추출한 그래핀의 홀 효과를 측정하기 위해 그래핀 주위에 contact pad를 형성하기 위해 photo litho graphy 공정을 거쳐 thermal & e-beam evaporator을 이용하여 Au/Cr의 박막을 증착 하였다. 다음으로 e-beam litho graphy 공정을 거친 후 O2 plasma ashing을 상용하여 원하고자 하는 그래핀의 모양을 만든다. 공정과정의 마지막으로 e-beam litho graphy 공정을 거친 후 inner pad와 강자성(Co) 전극을 형성했다. Multilayer graphene의 Dirac point 및 carrier density와 mobility(이동도)를 측정 하였다. Multilayer graphene의 폭은 5이고, hall bar 사이의 거리는 0.5이다. 강자성 film의 자화(magnetization)는 외부에서 강자성 film의 수평 방향으로 4000 Oe를 가해 주었고, 강자성 전극으로 10의 전류를 흘려주었다. Room temperature(300K)에서 Lock-in Amplifier를 이용하여 강자성 film의 edge에서의 magnetic fringe field가 hysteretic behavior을 보이는 것을 관측 하였다. 주제어 : graphene, Hall effect, magnetization, hysteric behavior, Hall bar