▲ 그래핀의 구글 트렌드 검색결과.

또한 투명전극 소재로써의 그래핀에 대한 연구동향을 분석하기 위해 웹오브 사이언스(Web of Science) 데이터베이스에서 ‘ts=graphene’ and ‘transpar ent electrode’으로 검색해 2008년 이후 607편의 논문을 추출해 분석을 수행했다.

우선 논문의 제목과 초록(abstract)에 사용된 용어(term)의 출현빈도, 용어(term) 간의 거리를 기반으로 키워드 맵을 작성해 현재의 연구 동향을 분석·정리했다.

그 결과 산화 그래핀(graphene oxide)에 대한 연구가 큰 비중을 차지하고 있었고, 그래핀의 표면 특성, 광, 전기적 특성에 대한 분석 연구도 활발히 진행되고 있음을 확인할 수 있었다.

응용 측면에서는 그래핀 대면적 합성, 기존의 투명전극인 ITO와의 비교, 태양전지(Solar Cell)에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.

그래핀 관련 연구는 지속적으로 증가하고 있다.

이는 그래핀이 이상적인 2차원 구조에서 비롯되는 특수한 물리적 현상을 보여주고 있을 뿐만 아니라 차세대 소자로써도 응용 가능성이 크기 때문인 것으로 사료된다.

특히 투명전극 분야에서 그래핀은 기존의 ITO를 대신할 수 있을 것으로 기대가 모아지는 소재다. 특히 투명전극은 우리나라의 주력 부품 소자인 평판디스플레이와 태양전지에 필수적으로 쓰이는 소재로써 전략적 중요성이 높다. 이를 반영하듯 논문 수 기준으로 세계 4위의 실적을 기록하고 있다.

소재의 다변화 및 소자의 성능 향상을 위해 투명전극용 그래핀에 대한 지속적인 연구개발, 혹은 관심이 이루어져야 할 것으로 사료된다.

▲ 그래핀 분야 키워드맵.

▲ PET 기반으로 전사된 그래핀 박막.

■ 관련기술 - 대면적 고결정성 그래핀 제조 기술

◇ 정의

고온에서 탄소와 카바이드 합금을 잘 형성하거나 탄소를 잘 흡착하는 전이금속을 촉매층으로이용해 그래핀을 합성하는 화학증기증착법 등을 활용해 대면적 그래핀 필름 제조 및 그래핀 대량생산을 가능하게 하는 기술

◇ 기술실현의 장애요인

쪾대면적 그래핀 합성법은 국가차원의 연구지원과 산업체의 양산화에 대한 관심으로 대면적 합성 기술을 비롯해 투명전극, 반도체 소자 등 다양한 전자분야로의 응용 기술 개발 고도화 필요하다.
쪾현재까지 대면적 그래핀 합성법으로 가장 최선의 방법은 CVD 합성법이며, 상용화에 좀 더 가까워지기 위해서는 더 낮은 가격에 물리적 특성이 개선돼야만 하고 CVD 합성법에 의해 얻어진 그래핀을 다른 기판으로 잘 옮기는 방법도 개선돼야 한다.

◇ 기술의 예상 실용화 시기

2012년 시양산중인 대면적 그래핀의 품질 평가에서 적합판정을 받아, 본격적인 양산이 3∼4 년 내에 가능할 것으로 예상됨

◇기술개발동향

○ 한국

쪾성균관대학교는 그래핀으로 가로세로 약 2cm의 휘어지는 투명필름을 세계 최초로 개발
쪾성균관대학교는 새로운 환원제를 이용해 상온 공정으로 불순물이 없는 고품질 그래핀을 대량으로 생산할 수 있는 방법을 개발

○ 중국

‘그래핀/산화물 나노 구조의 다중 상태 저장 연구’에서 새로운 성과, 원격 유도 결합 플라즈마
시스템(Remote inductively coupled plasma system)을 이용해 최초로 다양한 종류의 기판(반도체, 금속, 절연체 등 표면) 나노 그래핀 박막의 저온 직접 생장을 실현