2016-07-21
org.kosen.entty.User@7a5ae1d7
윤효상(yhs3126)
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요즘 연구 분야로 바이오 어플리케이션을 위한 field effect transistor(이하 'FET')에 대해 관심이 생겨서 논문을 많이 찾아보고 있는데, 주로 graphene 소재(reduced graphene oxide, graphene oxide 등)에 관한 내용을 위주로 찾아보고 있습니다.
하지만, 공부하다보니 graphene의 경우에는 bandgap이 없다고 알고 있는데, reduced graphene oxide나 graphene oxide의 경우에는 oxygen 때문에 반도체로써 특성을 나타내는 bandgap이 존재한다고 하더라구요..
여기서 물어보고자 하는 포인트는, 반도체로써 graphene 계열의 물질을 사용할 경우, 두 물질의 차이점이 bandgap 외에 무엇인지 부탁드립니다.
감사합니다~!!!
하지만, 공부하다보니 graphene의 경우에는 bandgap이 없다고 알고 있는데, reduced graphene oxide나 graphene oxide의 경우에는 oxygen 때문에 반도체로써 특성을 나타내는 bandgap이 존재한다고 하더라구요..
여기서 물어보고자 하는 포인트는, 반도체로써 graphene 계열의 물질을 사용할 경우, 두 물질의 차이점이 bandgap 외에 무엇인지 부탁드립니다.
감사합니다~!!!
- FET
- RGO
- Graphene
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각 분야 한인연구자와 현업 전문가분들의 답변을 기다립니다.
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답변 2
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답변
김종수님의 답변
2016-07-26- 1
현재 대학원에서 그래핀 및 RGO를 이용한 연구를 진행 중입니다.
graphene은 아시다시피 graphite에서 원자 한층을 떼어낸 2D 나노신물질이고 가장 각광을 받아왔던 것은 exfoliation을 이용해 떼어낸 그래핀 FET의 경우 십만이 넘는 현재 실리콘보다 뛰어난 모빌리티 특성 떄문입니다. 그러나 가장 큰 문제는 질문자께서 언급한 zero bandgap특성으로 인해 on/off ratio가 구현이 안되는 것이 문제입니다. RGO는 용액공정으로 그래핀을 만들기 위해 GO를 코팅한뒤 환원시키는 것인데 그래핀과 RGO모두 전기적 특성을 찍어 보고 학회에서도 자주 들었습니다만 RGO는 그래핀이라기보다는 거의 graphite에 가깝습니다. 즉 semiconductor의 특성이 gapehene 보다 더 부족한 거의 metal의 특성을 보입니다. 몇몇 논문에서는 RGO에 bandgap이 있다고도 하는데 또 어떤 논문은 band diagram을 그래핀의 경우와 같이 zero bandgap으로 그려놔서 잘은 모르겟습니다만 직접 실험해본바로는 CVD그래핀보다도 on/off ratio가 떨어지기에 zero bandgap이라고 생각됩니다, 그래핀의 bandgap을 열기 위해 graphene nanoribbon, bilayer graphene등 여러가지 실험들이 진행되왔지만 하나같이 문제점이 이렇게해서 bandgap을 열고 on/off ratio를 얻어내면 trade off 로 그래핀의 뛰어났던 mobility가 급락한다는 문제가 있었습니다. GO의 경우는 써보지 않아서 잘 모르겟지만 찾아본 논문의 경우에는 semiconductor로 쓰이는 것 같은데 한번 참고해보시기 바랍니다. -
답변
김종훈님의 답변
2018-06-18- 1
윗분이 말씀해주신대로 RGO는 사실상 그래핀이라기보다는 Graphite에 가깝습니다 그런데 단지 온오프ratio가 나쁘다고 Zero bandgap이라고 단정짓기에는 어폐가 있는 것으로 보입니다. 온오프 ratio를 떨어뜨리는 원인은 물질의 bandgap만 있는 것이 아니고 해당 물질의 순도 또한 크게 관여합니다 RGO사이사이 defect, 불순물들이 많으면 자연히 on-current는 떨어지고 중간중간 도체같은 물질로 off-current또한 증가하게 되죠 반도체 분야는 가장 중요한 것이 defect, 순도로 이를 배제하고 판단하시면 안됩니다.