논문 출판: 고해상도 그래핀 마이크로전극

박사 1학년 오코시 씨, 박사 2학년 무라카미 씨, 졸업생 아오키 씨의 논문이 출판되었습니다!

Low-cost fabrication of graphene-based microelectrodes via SU-8 latent-pattern lift-off for organic microdevices, Arata Okoshi, Tatsuya Murakami, Toshiya Aoki, Shotaro Yoshida, Journal of Micromechanics and Microengineering, 36, 045013, (2026). [Link]

생체 전기 신호 계측에 적합한 유기 재료인 그래핀을 미세가공하려면 복잡하고 비용이 높은 공정이 필요했습니다. 이번 연구에서는 「Latent-pattern Lift-off」라는 새로운 미세가공 기술을 개발하여 그래핀 마이크로전극(최소 약 2 μm)을 매우 간단하게 제조할 수 있음을 보였습니다.

먼저 포토마스크를 통해 미세 패턴을 노광한 SU-8 포토레지스트를 일반적인 공정처럼 즉시 현상하지 않고 그대로 둡니다. 이를 노광 잠상(latent-pattern) SU-8이라 부릅니다. 그 위에 그래핀 나노플레이트렛을 에탄올에 분산한 「잉크」를 스핀코팅한 후 그래핀 나노플레이트렛 막을 통과하여 현상하고, 잠상 이외 부분을 SU-8과 그래핀째 리프트오프합니다. 이를 통해 종래에는 최소 20 μm에 그쳤던 간단한 리프트오프 기반 그래핀 전극 제조법의 해상도를 높일 수 있음을 밝혔습니다.

또한 신경 세포의 전기 계측에 적합한 낮은 임피던스와 전기 자극에 적합한 높은 정전용량을 갖춘 바이오센서, 마이크로액추에이터용 마이크로히터 전극을 제작할 수 있음을 보였습니다. 나아가 이를 게이트·드레인·소스 전극으로 활용하여 초고감도 바이오센싱 응용이 기대되는 유기 전기화학 트랜지스터도 제작했습니다.

이 간단한 그래핀 전극 제조법은 다양한 유기 마이크로일렉트로닉스 및 바이오 MEMS 기술에 유용하다고 생각하며, 응용 연구를 계속 진행하겠습니다.