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    학술대회 참관기 게시판 내용
    제목 RPGR 2017 참관기(Recent Progress in Graphene Research 2017)
    작성자 조민웅
    작성일 2017-10-17 오후 1:26:48




    RPGR 학회는 서울에서 개최한 제1회 학회를 시작으로, 서울(2009), 싱가포르(2010), 수원(2011), 베이징(2012), 도쿄(2013), 타이페이(2014), 호주(2015), 한국(2016)에 이어 올해로 9회째를 맞이했다. 그 동안 성공적인 학회가 열렸고, 명실공히 아시아-태평양 지역에서 그래핀 및 새로운 2 차원 재료에 초점을 맞춘 최고의 학회라고 할 수 있다. RPGR 학회는 맨 처음 실험으로 얻어진 2차원 물질인 그래핀의 물성과 그 응용에 초점을 두고 시작했고, 최근 몇 년 동안은 원자적으로 얇은 2차원 물질 가령, 붕소 질화물, 층상 전이금속 칼코겐 화합물, 실리신, 흑린 등으로 그 주제가 확대되었다.

    RPGR2017 학회는 싱가포르 Grand Copthorne Waterfront 호텔에서 2017년 9월 19일부터 22일까지 4일간 오전9시부터 오후 6시까지 개최되었다. 싱가포르 국립대학교(NUS)의 고등 2차원 재료 연구 센터(Center for advanced 2D materials)와 스페인 팬텀 재단(Phantoms foundation)의 주관으로 개최되었고, 학회 의장은 NUS의 안토니오 카스트로 네토(Antonio H. Castro Neto)와 공동 의장으로 팬텀 재단의 안토니오 코레아(Antonio Correia)가 맡았다. 미국, 영국, 독일, 싱가포르, 한국, 중국, 일본, 대만, 인도, 호주, 브라질, 캐나다, 러시아, 프랑스, 스페인, 이태리, 브라질 등 20개국에서 300명이 참석하였다. 영국 맨체스터 대학교의 안드레 가임 교수의 기조연설과 5건의 keynote 발표, 38건의 초청 발표가 있었다. 구두 발표는 첫째 날 이후 2개의 세션으로 나눠 나란히 진행하는 방식으로 운영되었다. 포스터 발표는 구두 발표장 앞 로비에서 진행되어 점심 식사를 하며 자연스럽게 둘러보며 토론할 수 있어서 좋았다. 학회장소인 Grand Copthorne Waterfront 호텔은 5성급 호텔로 여러 학회를 동시에 수용할 정도로 넓었고 음향, 조명 등이 완벽하게 갖춰줘 있었다. 학회 기간 제공된 음식과 커피와 차도 만족스러웠다. 위치적으로도 북쪽과 남쪽의 주요 관광지의 중심에 자리하고 있어 학회일정 후 관광을 하기에도 좋은 곳이었다.





    1) “Graphene update” by Andre Geim (University of Manchester, UK)


    첫째 날 2010년 노벨 물리학상 수상자인 안드레 가임(Andre Geim) 교수가 기조연설을 하였다. 자신의 연구 그룹에서 수행한 그래핀 관련 최신 연구를 발표하였다.


    고전 점성 (viscosity) 모델인 크누센 흐름(Knudsen flow)과 푸아죄유 흐름(Poiseuille flow)을 비교 연구하였다. ‘그래핀 constriction’이란 구조를 만들어 전자 액체의 점성을 측정하였다. 깨끗한 금속의 전자 액체가 매우 점성이 큼을 확인하였다. (꿀을 보여주면서 효과적으로 메시지를 전달하였다.)


    주기적인 포텐셜 에너지에 자기장을 걸 경우 가질 수 있는 Magneto-Electric Bloch States에 대해 설명하였다. 그래핀 초격자(super lattice)가 매우 높은 온도에서 양자 진동(quantum oscillation) 현상을 지원한다. 한편 2차원 물질이 빠진 덩치 물질을 이용한 흥미로운 연구 결과를 발표하였다. 일명 2D 기공을 이용한 분자 수송에 관한 연구이다. 2차원 기공에 물 수송 실험을 수행하였다. 채널 벽이 원자수준으로 평평할 때 마찰이 거의 사라져 매우 빠른 수송이 이루어질 수 있다.



    2) “Multidimensional Hetero-integration of Graphene and h-BN towards Nano-electronics” by Haomin Wang (Shanghai Institute of Microsystem and Information Technology Chinese Academy of Sciences, China)



    상해 과학기술원의 하오민 왕(Haomin Wang) 교수는 그래핀과 h-BN의 이종구조를 이용한 나노전자소자 개발에 대해 발표하였다 (그림 4). 또한 Moire 패턴이 매우 민감해서 0.05도 미만으로 차이가 남을 보고했다.




    3) “Transition Metal Dichalcogenide Heterojunctions: Synthesis, spin-valley properties and potential applications” by Wen-Hao Chang (National Chiao Tung University, Taiwan)


    대만 국립 Chiao Tung 대학의 웬하오 장(Wen-Hao Chang) 교수는 전이금속칼코겐 이종접합 구조의 제작과 그 스핀 밸리(spin-valley) 특성과 응용에 대해 발표하였다. CVD 합성법을 이용해 평면 상에 이종접합 구조 제작에 대해 설명하였다. Edge에 의존하는 평면 성장 기구에 대해 설명하였다. 다음으로 수직 이종구조를 제작하였다. MoSe2-WSe2 수직 이종 구조를 CVD 법으로 제작하였고, 이 구조의 광학적 성질과 스핀 밸리 특성을 발표하였다. MoSe2-WSe2 구조의 적층 구조에 따른 스핀 전달을 설명하였고, 같은 부호의 강한 Kerr 신호를 측정하여 층간 엑시톤 전달과정이 스핀 보전 과정임을 보고하였다.


    4) “Rational design of Cu-Ni alloy for growth of wafer-sized single crystalline graphene” by Tianru Wu (Shanghai Inst. of Microsystem and Information Technology, China)


    상해과학기술원의 티안루 우(Tianru Wu) 교수는 Si을 대체하기 위한 소재로 그래핀의 도메인 크기를 Si 수준처럼 단결정 웨이퍼 수준으로 키우는 연구에 대해 발표하였다. 이를 위해 국소적인 메탄 주입으로 도메인 핵 성장을 제어할 수 있음을 보였고 이와 동시에 기판을 회전시킴으로 웨이퍼 수준의 단결정 2차원 소재를 제작할 수 있음을 제안하였다.


    5) “Structural and electronic phase transitions in transition metal dichalcogenides” by Young-Woo Son (Korea Institute for Advanced Study, South Korea)


    고등과학원의 손영우 교수는 전이금속 칼코겐의 구조 상전이에 관한 연구를 발표하였다. MoTe2와 WTe2의 구조는 거의 같으나 물성이 왜 다른가에 대한 연구 결과를 발표하였다. 특히 2차원 금속의 전자구조 계산에 있어서 올바른 van der Waals functional을 써야 함을 강조했다. 초전도 현상의 기구에 대해서도 설명하였다. 크게 포논 매개와 전하밀도파(CDW: Charge Density Wave) 매개 방식이 있는데 전하밀도파 매개 방식은 다루기 매우 어려운 점이 있다.


    6) “Graphene CMOS camera for visible and infrared light” by Frank Koppens (ICFO, Spain)


    스페인 포토닉스 과학 연구소 ICFO의 프랭크 코펜(Frank Koppens)은 가시광 및 적외선을 이용하는 그래핀 CMOS 카메라에 대해서 발표하였다. 대면적 CVD 그래핀을 전사하여 광학 센서가 집적된 CMOS 웨이퍼가 인상적이었다. 이러한 그래핀 응용에서 bottleneck은 대면적 합성이 아니라 적절한 기판으로 그래핀을 전사(transfer)하는 것임을 말했다.

     



    7) “Two-dimensional van der Waals Heterostructures for Device Applications” by Gwan-Hyoung Lee (Yonsei University, South Korea)


    연세대의 이관형 교수는 반데르발스 이종 구조의 소자 응용에 대해 발표하였다. 소자 특성에서 2차원 소재와 전극 사이 궁합이 중요한데, 대표적인 2차원 소재인 MoS2의 경우 금보다 알루미늄이 쇼트키 장벽(Schottky barrier)이 낮아져 더 좋은 성능을 보임을 보고하였다.


    8) “Computational Studies of Novel Two-Dimensional Materials and Their Heterostructures” by Mei-Yin Chou (Academia Sinica, Taiwan)


    대만의 아카데미아 시니카 메이인 쵸(Mei-Yin Chou) 교수는 2차원 이종구조의 계산 연구를 발표하였다. 서로 다른 구조의 재료를 적층할 때 국소적으로 적층 방식이 다를 수 있고 (이를 atomic registry로 표현함) Moire패턴의 크기가 조그만 회전각에도 각 소재의 격자 상수보다 매우 클 수 있음을 지적했다.




    학회 참석 결정이 늦어 숙소 등이 걱정 되었지만 다행히 학회장 주변에 충분한 숙박시설을 찾을 수 있었다. 처음 방문한 싱가포르는 영어와 중국어를 공식어로 쓰므로 영어로 의사 소통하는 데 문제가 없었고, 저렴하고 깨끗한 숙소를 쉽게 찾을 수 있었다. 어디서나 식당을 발견할 수 있고, 새벽까지 여는 식당도 어렵지 않게 찾아 볼 수 있었다. (새벽 1시에 숙소에 늦은 체크인을 했는데 숙소 옆 식당에서는 현지인과 관광객들이 음식을 즐기고 있었다. 알고 보니 이 식당은 새벽 5시까지 연다.) 거리는 깨끗하고 나무는 울창해서 산책을 하기에 좋고, 중간에 다리가 아프면 버스 등을 타고 거리를 둘러 볼 수 있었다. (우리나라의 버스 환승 제도와 동일하여 이용이 편리했다.) 싱가포르는 크기가 매우 작고 자원도 별로 없어서 우리나라처럼 교육을 중요시하고, 인재를 육성하여 그로 인한 외국 자본의 유치로 경제가 운영된다는 이야기를 들을 수 있었다.

    싱가포르에서 개최된 국제학회이어서 그런지 중국계(중국, 싱가포르, 대만 등) 학자들의 많은 논문 발표가 있었고 그 활약상을 엿볼 수 있었다. 그래핀 및 2차원 재료를 이용한 저차원 또는 2차원 물리 현상에 대한 근본적인 연구, 고품질 2차원 소재 합성법 및 성장기구, 2차원 폴리머 설계, 반데르발스 이종구조(접합)의 물성 및 소자특성 등에 대한 훌륭한 연구 결과가 발표 되었다. 특히 개인적으로 아직은 먼 이야기로만 생각하고 있었던, 스핀트로닉스 또는 밸리트로닉스와 관련한 연구들이 2차원 물질을 기반으로 활발히 논의되고 있었다. 학회 중간 휴식 시간에 여러 연구자들과 나눈 대화가 좋았다. 필자에겐 생소한 스핀전달 관련 이론 연구자들과 만나 궁금한 것을 묻기도 하고 필자의 연구 결과에 대한 의견을 들을 수 있었다. 그들의 열린 마음과 진지한 자세, 열정 등이 마음에 남는다.

    늘 그러하듯 이번에도 공부할 것을 많이 안고 돌아왔다. 미흡하나마 이 참관기를 통해 대략적으로 정리해 보았다. 관련 분야를 연구하시는 분들에게 조금이나마 도움이 되길 희망 하면서... 내년 RPGR 학회는 중국의 아름다운 계림(Guilin)에서 열린다고 하니 벌써 기대가 된다.




    ※ 본 학회는 2016년도 정부(교육부)의 재원으로 한국연구재단의 지원(2016R1A6A3A11934734)으로 참석하게 되었습니다. 이에 감사 드립니다.


     

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    조 박사님 좋은 정보 감사합니다.
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    유용한 정보 공유해 주셔서 감사드립니다^^
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    |2017.12.26
    그래핀 등 판상재질에대한 연구 어렵지만 흥미롭네요.
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    |2017.12.26
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    |2017.12.22
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    |2017.12.22
    좋은 정보 감사드려요 아직 많이 부족한 제 공부에 정말 큰 도움이 됩니다 :D
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    좋은 내용 잘 봤습니다! 감사합니다.
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    |2017.12.20
    양자운동의 흐름을 고찰한 소재의 물리적 형성 효과를 파악할수 있는 연구 고찰 감사합니다
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    연구 내용이 도움이 많이 되었습니다. 감사합니다.
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