이달의 과학기술인상 최현용 교수 “기술 발전은 과학적 이해가 선행해야"

2019.03.06 14:39
최현용 연세대 전기전자공학부 교수. 한국연구재단 제공
최현용 연세대 전기전자공학부 교수. 한국연구재단 제공

초고속 광학 분야 전문가 최현용 연세대 전기전자공학부 교수가 과학기술정보통신부와 한국연구재단이 선정하는 이달의 과학기술인상 3월 수상자로 선정됐다. 최 교수는 6일 “기술적인 발전은 과학적인 이해가 선행돼야 한다”며 “한국 과학기술은 세계 최고 수준이지만 근간을 이루는 근본 현상에 대한 이해도 동일한 수준이라 할 수 있을지는 의문이다. 과학기술에 대한 다른 접근 방법이 연구실을 운영하는 기본 철학”이라고 말했다. 

 

최 교수의 연구분야인 초고속 광학은 고전물리학으로 설명이 어려운 양자 현상을 시간에 따라 정밀하게 분석하는 학문이다. 양자 현상은 차세대 소자로 주목받는 저차원 물질에서 빛에 의해 빠르게 일어난다. 이를 공학적으로 응용하면 현재 전자소자에서 쓰이는 나노초(㎱, 10억분의 1초) 소자보다 빠른 초고속 소자를 개발할 수 있다. 2018년 노벨 물리학상 수상자 제라르 무르 교수가 레이저 증폭기 기술을 개발한 이후 빠른 발전이 이뤄지는 분야다.

 

양자역학에서 전자는 전하 뿐 아니라 스핀, 밸리 자유도 등의 정보도 담는다. 이전까지 반도체 소자에서는 전하 정보만을 활용해 왔는데 소자를 작게 만드는 게 한계에 부딪혀 정보를 담는 한계가 생겼다. 이에 전자에서 전하 정보만 쓴 디지털 정보 외에 스핀과 밸리를 정보 단위로 써 문제를 해결하려는 연구가 이어지고 있다.

 

최 교수는 스핀과 밸리 정보를 동시에 만드는 소자를 제작했다. 차세대 소재로 주목받는 통스텐셀레늄(WSe₂)와 비스무스셀레나이드(Bi₂Se₃)를 탄소 원자가 한 층으로 만드는 물질인 그래핀과 연결한 소자를 설계했다. 이 소자는 빛과 전압만으로 스핀과 밸리 정보를 제어할 뿐 아니라 기존 양자기술에서는 불가능했던 상온 동작에도 성공했다.

 

컴퓨터 연산에 쓰이는 반도체 소자의 집적도를 높이면서도 전력 소모를 줄일 수 있는 기술이란 평가다. 정보 소자에 스핀과 밸리 정보를 쓰면 고용량 정보 처리와 같은 차세대 정보소자 구현에 한 발짝 다가갔다. 관련 연구결과는 지난해 8월 국제학술지 ‘네이처 나노테크놀러지’ 실렸다. 최 교수는 "연구를 수행한 차순영, 노민지 연구원에게 공을 돌리고 싶다"고 말했다.

 

최 교수는 “초고속 레이저 광학 기술을 기반으로 엑시톤과 양자 위상 상태의 완벽한 빛-물질 상호작용 제어에 도전하고 싶다”며 “모든 과학자가 꿈꾸는 이상적인 목표지만, 달성되지 못해도 연구 중에 파생돼 나오거나 필요한 기술 개발이 이뤄질 수도 있다. 목표를 위해 꾸준히 노력하는 과정이 더 의미가 있을거라 생각한다”고 말했다.

 

이달의 과학기술인상은 우수한 연구개발 성과로 과학기술 발전에 공헌한 연구자를 매월 1명씩 선정하는 상이다. 수상자는 과학기술정보통신부 장관상과 상금 1000만 원을 받는다.

 

최현용 교수(가운데)가 차순영 박사과정생(오른쪽), 노민지 박사과정생과 실험실에서 장비에 대한 토론을 나누고 있다. 한국연구재단 제공
최현용 교수(가운데)가 차순영 박사과정생(오른쪽), 노민지 박사과정생과 실험실에서 장비에 대한 토론을 나누고 있다. 한국연구재단 제공

 

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