초록 ▼

연구개요
(연구 목적) 그래핀에 응력(stress)을 가해 전자의 움직임을 제어함으로써 외부 자기장의 도움 없이 스트레인을 활용해 THz파에 해당하는 밴드갭을 그래핀에 형성하고(그래핀 의사자기장), 이를 활용하여 고감도 그래핀 THz 광검출기를 구현하고자 함.
(기존 연구와의 차별점) 스트레인 기술을 활용한 그래핀 의사자기장 연구는 대부분 비균일하게 형성된 그래핀 나노버블(nanobubble) 혹은 나노구조체(nanostructure)에 의존하였기 때문에, 대면적 그래핀(>2inch) 상에 균일하게 의사자기장을 형성할

연구개요
(연구 목적) 그래핀에 응력(stress)을 가해 전자의 움직임을 제어함으로써 외부 자기장의 도움 없이 스트레인을 활용해 THz파에 해당하는 밴드갭을 그래핀에 형성하고(그래핀 의사자기장), 이를 활용하여 고감도 그래핀 THz 광검출기를 구현하고자 함.
(기존 연구와의 차별점) 스트레인 기술을 활용한 그래핀 의사자기장 연구는 대부분 비균일하게 형성된 그래핀 나노버블(nanobubble) 혹은 나노구조체(nanostructure)에 의존하였기 때문에, 대면적 그래핀(>2inch) 상에 균일하게 의사자기장을 형성할 수 없는 한계를 가졌음. 본 연구에서는, 치밀하게 설계된 스트레인 플랫폼을 규칙적인 주기로 반복되는 형태로 확장함으로써, 대면적 고감도 그래핀 THz 광검출기를 구현하고자 함.

연구 목표대비 연구결과
[연구목표 1] 대면적 나노구조체 어레이 공정 기술 개발: PMMA A6 및 E-beam lithography, BOE 에칭 등을 활용하여 2 inch wafer 상 대면적 나노구조체 어레이 공정 기술 개발을 성공적으로 달성함.
[연구목표 2] 나노구조체 어레이 상 대면적 그래핀 전사 기술 개발: 습식전사 및 EG를 활용하여 매우 균일하게 그래핀을 나노구조체 위에 전사하는 기술 개발을 성공적으로 달성
[연구목표 3] 대면적 그래핀/나노구조체 활용 대면적 그래핀 의사자기장 플랫폼 공정 기술 개발: Raman spectroscopy를 활용하여 나노구조체 상 그래핀에 ~80 T의 의사자기장이 형성된 것을 확인함
[연구목표 4] 그래핀 THz 광검출기 공정 기술 개발: E-beam lithography, E-beam evaporation을 활용하여 TFT 구조의 그래핀 광검출기 공정 기술 개발을 달성함
[연구목표 5] 그래핀 THz 광검출기 측정 시스템 구축: 400nm-980nm 파장대의 광검출기 측정 시스템을 구축하였으며, 광검출기의 광전류를 관측하였음. 하지만 THz 광원에 대한 광측정 시스템 구축은 달성하지 못하였음.

연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성)
1) 연구과제 결과 활용방안
본 연구과제의 성공적 결과는 세계 최초 그래핀 의사자기장 기반 응용 기술을 보여주는 것으로, 이는 관련 분야의 글로벌 연구 역량을 강화하고, 나아가 세계적 연구리더로 발돋움할 수 있는 기회를 제공할 수 있을 것이라 예상됨. 특히 본 연구과제의 결과는 최근 전 세계적으로 관심을 받고있는 인공지능, 기술 융복합 및 인공지능 하드웨어 기술의 발전에 크게 기여 할 수 있을 것임.
2) 연구과제 결과 기대효과
그래핀의 높은 캐리어 이동성을 활용하여 THz 광신호에 대한 감도 향상을 기대할 수 있을 것으로 보임. 또한, 기존 광검출기에 비해 빠른 응답시간을 보일 수 있을 것임.
또한, THz 광신호 감지를 위한 넓은 대역폭을 활용하여 통신 및 분광학 분야에 유용할 것으로 기대됨. 마지막으로, 민감도, 응답시간 및 작동 파장범위를 조정할 수 있는 사용자 맞춤형 광검출기로써의 사용을 기대할 수 있음. 이는 나노구조체의 물리적 구조로 그래핀의 밴드갭을 튜닝할 수 있음을 확인하였음에 기반함.

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 5
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 수준 ... 6
• 1) 정성적 연구개발성과(연구개발결과) ... 6
• 2) 세부 정량적 연구개발성과 ... 7
• 3) 목표 달성 수준 ... 8
• 4) 목표 미달 시 원인 분석 ... 8
• 4. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도(연구개발결과의 중요성) ... 9
• 1) 주요 연구결과 요약 ... 9
• 2) 연구과제 결과 기대효과 ... 9
• 5. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 10
• 1) 연구과제 결과 활용방안 ... 10
• 2) 추가연구의 필요성 ... 10
• 6. 자체점검표 ... 10
• 7. 참고문헌 ... 11
• [붙임1] 세부 정량적 연구개발성과 ... 12
• [붙임2] 연구책임자 대표적 연구실적 및 증빙(요약문 및 사본) ... 14
• 끝페이지 ... 14