%ea%b9%80%ea%b0%91%ec%a7%84
-
김갑진 교수,‘제 6회 현우 KAIST 학술상’수상
우리 대학은 물리학과 김갑진 교수가 양자역학 분야에서의 탁월한 연구 성과를 인정받아 현우문화재단(이사장 곽수일)이 후원하는‘제6회 현우 KAIST 학술상’ 수상자로 선정됐다고 12일 밝혔다.
김갑진 교수는 양자컴퓨터를 만드는 새로운 방법을 제시한 연구 성과로 이번 학술상을 받았다. 기존 양자컴퓨터는 초전도체나 이온, 빛과 같은 복잡한 방식에 주로 의존해 왔으며, 극저온 환경이 필요해 비용과 기술적 부담이 크다는 한계가 있었다.
김 교수는 이러한 한계를 넘어, 자석처럼 우리가 비교적 쉽게 접할 수 있는 자기 성질을 가진 ‘자성 물질’을 활용해 양자컴퓨터를 구현할 수 있다는 가능성을 제시했다는 점에서 주목을 받았다.
김 교수는 자석 물질 내부의 스핀 움직임(마그논)과 빛 신호를 하나의 칩에서 결합한 ‘광자–마그논 하이브리드 칩’을 개발했다. 이를 통해 자성체 내에서 여러 양자 신호가 동시에 작동하고 서로 영향을 주고받는 현상인 다중 펄스 간섭 현상을 세계 최초로 구현하는 데 성공했다.
이번 성과는 양자컴퓨터가 반드시 특별하고 제한적인 재료로만 만들어져야 한다는 기존 인식을 깨고, 보다 현실적이고 확장 가능한 양자컴퓨팅 기술로 나아갈 수 있는 새로운 방향을 제시했다는 평가를 받고 있다.
관련 연구 성과는 네이처 커뮤니케이션스(Nature Communications)와 npj 스핀트로닉스(npj Spintronics) 등 국제 저명 학술지에 연이어 게재되며 세계적인 주목을 받았다.
또한 김 교수는 공동 연구를 통해 상온에서도 양자 효과가 나타날 수 있음을 실험적으로 보여주는 ‘상온 양자 스핀 펌핑 현상’ 연구를 통해, 양자 기술이 실험실을 넘어 실제 환경에서도 활용될 수 있음을 제시했다.
김갑진 교수는 “자성체를 활용한 양자 연구는 아직 많은 연구자들이 시도하지 않은 분야로, 때로는 무모해 보일 수도 있다”며 “그러나 새로운 양자 기술을 개척하기 위해 반드시 필요한 도전이라고 믿어왔다”고 말했다. 이어 “이번 수상은 남들이 가지 않은 길을 향한 이러한 도전을 격려해 주는 뜻깊은 상이라 생각하며, 앞으로도 새로운 양자 기술을 개척하는 연구에 매진하겠다”고 밝혔다.
한편, 올해로 6회째를 맞은 ‘현우 KAIST 학술상’은 KAIST에서 우수한 학술 성과를 창출한 교원을 포상하기 위해 현우문화재단 곽수일 이사장의 기부로 제정된 상이다.
현우재단 선정위원과 KAIST 교원 포상 추천위원회의 엄정한 심사를 거쳐 매년 1명의 교원을 선정해 상패와 함께 1,000만 원의 포상금을 수여한다. 올해 시상식은 12일 오전 10시 대강당에서 열린 개교기념식 행사에서 개최됐다.
2026.02.12 조회수 1285 -
에쓰-오일 과학상 수상, 김갑진·한동수 교수 및 김동규·노찬·김광민 박사
우리 대학 교원과 연구자가 제7회 에쓰-오일 차세대과학자상과 제15회 에쓰-오일 우수학위 논문상을 수상하는 영예를 안았다.
차세대과학자상에는 물리학 분야 김갑진 물리학과 교수와 IT 분야 한동수 전기및전자공학부 교수가 선정돼, 각 분야를 선도할 연구자로서의 탁월한 연구 역량과 성장 가능성을 높이 평가받았다.
또한 우수학위 논문상에는 수학 분야 김동규 박사(지도교수 엄상일 교수), 물리학 분야 노찬 박사(지도교수 라영식 교수), 화학공학/재료공학 분야 김광민 박사(지도교수 김경민 교수)가 선정돼, 우수한 박사학위 논문 성과를 인정받았으며 연구자와 지도교수에게 함께 시상이 이루어졌다.
이번 시상식은 지난 11월 26일 서울 마포구 공덕동 에쓰-오일 본사에서 열렸으며, 우수학위 논문상 수상자 12명과 지도교수 12명, 차세대과학자상 수상자 5명 등 총 29명이 시상을 받고 총 3억 6,800만 원의 연구지원금을 전달받았다.
한편, 에쓰-오일은 2011년 순수과학 분야 지원을 위해 에쓰-오일과학문화재단을 설립한 이후, 다양한 프로그램을 통해 과학기술 발전과 인재 양성에 기여해 오고 있다.
2025.12.22 조회수 1182 -
뇌 모방 스핀 소자 핵심기술 개발
우리 대학 물리학과 김갑진 교수와 신소재공학과 박병국 교수 공동연구팀이 뇌 모방 소자로 개발 중인 스핀토크발진기 주파수 대역을 증대시킬 핵심 기술을 개발했다고 18일 밝혔다.
두 연구팀은 비자성체/강자성체/산화물 3중층 구조의 자기발진소자에 게이트 전압을 인가하여 GHz 수준의 발진주파수 조절에 성공하였다. 이는 기존 기술보다 약 10배 이상 향상된 결과로 스핀토크 기반 뉴로모픽 소자가 가진 학습 효과의 휘발성, 좁은 주파수 대역 등의 문제를 해결할 핵심 기술로 제안되었다.
본 소자는 게이트 전압이 영구적으로 수직자기이방성을 변화시켜 소자에 전류가 흐르지 않아도 학습 내용이 저장되어 있는 비휘발성 특성을 가지고 있으며 그 폭이 GHz 수준으로 넓어 뉴로모픽 소자 활용성을 증대시켜줄 것으로 기대된다.
신소재공학과 최종국 박사과정과 물리학과 박재현 박사가 공동 제1저자로 참여하고, KAIST 신소재공학과 강민구 연구원, 고려대학교 이재성 교수와 김도윤 연구원, KAIST 물리학과 이경진 교수가 공동저자로 참여한 본 논문은 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications)’에 6월 30일 온라인 게재됐다. (논문명 : Voltage-driven gigahertz frequency tuning of spin Hall nano-oscillators)
기존의 스핀토크발진기 기반 뉴로모픽 소자는 학습 대상을 주파수 대역에 대응시켜 학습하는 소자로, 전류가 흐르지 않으면 학습 내용이 사라지는 휘발성과 200MHz 이내의 제한적인 학습 가능 대역폭을 가지고 있어 이에 대한 개선이 필요한 상황이다.
이번 연구에서 연구팀은 게이트 전압 인가가 소자의 수직자기이방성을 영구적으로 조절하고 이를 통해 자기공명주파수가 조절된다는 사실을 이용하여 기존 보고의 10배 이상인 2.1 GHz 이상의 광대역 조절 가능한 발진기를 실현하였다. 본 기술은 스핀-홀 나노 발진기 기반 뉴로모픽 소자 개발에 핵심 기술로 활용될 것이라 기대된다.
한편 이번 연구는 KAIST 글로벌 특이점 연구사업, 삼성미래기술육성사업, 한국연구재단 선도연구센터/중견연구자지원사업의 지원을 받아 수행됐다.
2022.07.29 조회수 14364 -
고속 동작 뉴로모픽 자성 소자 핵심 기술 개발
우리 대학 신소재공학과 박병국, 신소재공학과 정연식, 물리학과 김갑진 교수 연구팀이 고속 동작 자성메모리의 핵심 전극 소재로 활용될 수 있는 *반강자성체의 자화 방향을 전기적으로 제어할 수 있는 소재 기술을 개발했다고 29일 밝혔다.
* 반강자성체(antiferromagnetic material): 인접한 원자의 자기모멘트의 방향이 서로 반대 방향으로 평행한 구조를 가져, 외부에서 자기장을 걸었을 때 자성을 띠는 강자성체와는 달리 알짜자화값이 나타나지 않는 물질로 누설자기장이 없고 고속스위칭 특성을 갖는다.
공동연구팀의 결과는 기존의 강자성체 기반 자성 소자보다 집적도가 높고 동작 속도가 10배 이상 빠르다고 예상되는 반강자성체 기반 소자의 개발 가능성을 높였다. 또한, 기존에 알짜 자화값이 존재하지 않아서 자화의 방향을 제어하기 어려웠던 반강자성체를 전기적으로 조절할 수 있는 기술을 개발함으로써 반강자성체의 자화 방향을 연속적으로 제어하여 기존의 이진법을 뛰어넘는 멀티레벨 메모리 특성을 보였다. 이는 뇌의 시냅스 동작을 모방할 수 있어 뉴로모픽 컴퓨팅에 응용될 수 있을 것으로 기대된다.
우리 대학 신소재공학과 강재민 박사과정이 제1 저자로 참여한 이번 연구는 국제 학술지 `네이처 커뮤니케이션스(Nature Communications)'에 11월 5일 字온라인 게재됐다. (논문명 : Current-induced manipulation of exchange bias in IrMn/NiFe bilayer structures)
자성메모리(Magnetic Random Access Memory, MRAM)는 차세대 비휘발성 메모리 소자로 개발되고 있다. 기존 자성메모리는 강자성체를 기반으로 하는데, 고집적 소자에서는 강자성체에서 발생하는 누설 자기장으로 인해 인접한 자기 소자 사이에 간섭이 발생하게 된다.
이에 반해 반강자성체는 알짜 자성을 띠고 있지 않아서 누설 자기장이 발생하지 않아 이를 자성 소자에 적용하면 초고집적 자기메모리 소자 개발이 가능하게 된다. 이를 위해서 반강자성체의 자화 방향을 전기적으로 제어하는 기술의 개발이 요구되고 있다.
연구팀은 교환 결합(exchange bias)*이 형성된 반강자성체/강자성체 이중층 구조를 제작해 반강자성체에서 생성되는 스핀 전류를 이용해 반강자성체의 자화 방향이 전류의 크기와 부호에 따라 가역적으로 회전함을 실험적으로 규명했다. 또한 반강자성체의 자화 방향을 연속적으로 제어해 다중상태 메모리 구성이 가능함을 보였다.
* 교환결합(exchange bias): 반강자성체/강자성체 이중층 구조에서 경계면에 있는 스핀 모멘트들이 상호작용으로 결합하는 현상으로 강자성체에 유효자기장이 발생하게 된다.
연구팀이 개발한 반강자성 제어 기술 및 다중상태 스위칭 거동을 활용하면 초고집적 및 초고속 동작이 가능한 반강자성체 기반 자성메모리 및 뉴로모픽 소자의 핵심 기술로써 활용될 수 있을 것으로 기대된다.
제1 저자인 강재민 박사과정은 "이번 연구는 반강자성체의 자화 방향을 스핀 전류로 제어할 수 있음을 실험으로 규명해, 향후 반강자성체를 기반으로 하는 차세대 반도체 기술로 여겨지는 스핀트로닉스 전자소자 개발에 응용될 수 있을 것이다ˮ 라고 밝혔다.
한편 이번 연구는 과학기술정보통신부 미래소재디스커버리사업과 중견연구자지원 사업, KAIST 글로벌 특이점 연구과제의 지원을 받아 수행됐다.
2021.11.30 조회수 11890