KERI, 상온에서 다층 그래핀 직접 성장 기술 개발
한국전기연구원(KERI) 전력케이블연구센터 김호섭 박사팀은 스퍼터링 장비를 개조한 직류(DC) 기반 'K-sputtering' 장치와 공정을 독자 개발해, 별도 가열 없이 상온에서 기판 위에 한두 겹의 그래핀부터 다층 그래파이트 박막까지 직접 성장시켰다고 밝혔다. 기존 화학기상증착(CVD) 방식으로 만든 그래핀은 다른 소재로 옮기는 전사 공정이 필요해 넓은 면적 구현과 금속과의 반복 적층이 어려웠다. 연구팀은 탄소 입자의 흐름과 거동을 분석해 기판 결을 따라 탄소 원자가 배열되는 '에피택시 성장' 조건을 구현했으며, 인천대 김준호 교수팀과 경북대 이세희 교수팀과 협력해 라만분광법, AFM, TEM, EBSD 등으로 박막 구조를 교차 검증했다. 연구 결과는 학술지 'Surface & Coatings Technology'(IF 6.9)에 게재됐고, 국내 특허 3건과 국외 특허 1건이 출원됐다. 해당 성과는 KERI 내부 기본사업 '그래핀/금속 박막 반복 구조의 각형 도체 개발' 과제를 통해 도출됐다.
전기차와 AI 데이터센터 확대로 전력 손실과 발열을 줄이는 도체 수요가 커지는 상황에서, 전사 공정 없이 구리와 그래핀을 반복 적층할 수 있는 제조 경로를 제시한 연구다. 다만 현 단계는 실험적 확인이며 장비 대형화와 연속 생산 방식 개발이 상용화 과제로 남아 있다.
