금속성이 제거된 탄소나노튜브 잉크

코넬 대학(Cornell University)과 듀폰(DuPont)사 연구진은 간단한 화학적 프로세스

를 사용해서 금속성이 제거된 탄소나노튜브를 현탁액(suspension)으로 만들어 매

우 얇고 플렉서블한 트랜지스터와 광기전성 장치 속에 인쇄될 수 있는 기술을 개발

하였다. 

플루오르 분자들이 첨가된 탄소나노튜브를 이용하는 이번 방법은 Science에 1월 9

일자로 게재되었다(Vol. 323 No. 234). 이 연구는 코넬 대학의 재료과학과 교수인 

George Malliaras와 듀폰사의 Graciela B. Blanchet에 의해서 공동으로 진행되었

다. 

탄소나노튜브는 저렴한 트랜지스터, 프린트할 수 있는 전자장치에 적용하기에는 좋

은 후보물질이지만 다량의 탄소나노튜브가 반도체로 변환되어진 후에야 이런 적용

이 가능하다. 탄소나노튜브를 연구실에서 성장시켰을 때 어떤 탄소나노튜브는 반도

체 성질을 가지고 다른 탄소나노튜브는 금속성을 가지게 된다. 그리고 두 가지 성질

을 가진 탄소나노튜브는 서로 분리되기가 매우 어렵다. 이 혼합물은 나노튜브 트랜

지스터를 만드는데 큰 결점이 된다. 그래서 연구진은 프린트할 수 있는 반도체 잉크

를 만들기 위해서 금속성 나노튜브를 제거할 수 있는 새롭고 저렴한 방법에 집중했

다. 

금속성 나노튜브를 제거하기 위해서 연구진은 나노튜브와 접촉된 플루오르 분자를 

이용했다. 고리화첨가반응(cycloaddition)이라고 불리는 프로세스를 사용해서 플루

오르 분자들이 금속성 나노튜브를 효율적으로 공격하거나 변화되도록 했다. 그래서 

결국 반도체 나노튜브만이 홀로 남게 되었다. 연구진은 화학반응을 세심하게 조절하

면 반도체성 나노튜브의 퇴화가 없이 금속성 나노튜브를 완벽하게 변환시킬 수 있다

고 말했다. 

이 연구는 새로운 유기 광기전성 구조 같은 다양한 분야의 장치 개발을 이끌 것이

다. 

과거 몇 년 동안 코넬 대학과 듀폰사의 연구진은 플렉서블 전자장치와 관련된 다양

한 프로젝트를 함께 진행하였다. 이번 연구는 탄소나노튜브로 구성된 트랜지스터를 

개발하기 위해서 미국 공군(U.S. Air Force)으로부터 자금을 지원받았다. 

그림 2. 고리화첨가반응 후의 반도체 나노튜브의 원자 힘 현미경 사진. 반도체 나노

튜브만이 존재한다

http://www.physorg.com/

출처: KISTI 『글로벌동향브리핑(GTB)』 2009-01-09