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‘꿈의 반도체’ 2차원 반도체 찾는 일 사람 대신 자동화한다
차세대 AI 반도체로 주목받는 2차원 반도체를 사람이 일일이 찾던 시대가 끝난다. 우리 대학 연구진이 반도체 선별과 소자 제작을 자동화해 수천 개의 소자를 분석하고, 그동안 규명하기 어려웠던 두께와 성능의 관계를 밝혀냈다. 이번 성과는 차세대 반도체 연구를 데이터 기반으로 전환하고, AI 반도체와 초저전력 반도체의 상용화를 앞당길 것으로 기대된다.
우리 대학은 전기및전자공학부·AI시스템학과 권지민 교수 연구팀이 UNIST, 국립한밭대, 한양대, 미국 워싱턴대 세인트루이스(Washington University in St. Louis)와 공동 연구를 통해 광학 현미경 이미지만으로 2차원 반도체를 자동 선별하고 트랜지스터 제작까지 연결하는 기술을 개발했다고 9일 밝혔다.
2차원 반도체는 원자 몇 개 층 두께에 불과한 초박막 반도체로, 기존 실리콘 반도체보다 더 작고 전기를 적게 쓰는 반도체를 구현할 수 있어 '꿈의 반도체'로 불린다. 현재 실리콘 반도체는 회로를 계속 작게 만들수록 전력 손실과 발열이 커지는 물리적 한계에 가까워지고 있다. 이를 극복할 차세대 소재로 주목받는 2차원 반도체는 앞으로 AI 반도체와 스마트폰, 데이터센터, 웨어러블 기기, 접거나 늘어나는 전자기기, 초소형 의료센서 등 다양한 미래 기술에 활용될 것으로 기대된다.
하지만 용액공정으로 만든 2차원 반도체는 작은 반도체 조각(flake)의 위치와 크기, 두께가 모두 달라 연구자가 현미경으로 원하는 시료를 하나씩 찾아야 했다. 이후 찾은 위치에 맞춰 전극을 직접 설계해야 했기 때문에 많은 시간과 노력이 필요했고, 수천 개 이상의 소자를 한꺼번에 분석하는 것도 사실상 어려웠다.
연구팀은 대표적인 2차원 반도체 소재인 이황화몰리브덴(MoS₂)을 이용했다. 현미경에서 보이는 RGB(적·녹·청) 밝기 값이 두께에 따라 달라지는 특성을 활용해 컴퓨터가 원하는 반도체를 자동으로 찾아내고, 전극까지 자동 설계하도록 했다. 원자힘현미경(AFM)으로 검증한 결과, 3~8층의 미세한 두께 차이까지 정확히 구분할 수 있었다.
이를 통해 연구팀은 12만 개 이상의 반도체 조각 가운데 적합한 시료를 자동 선별해 1,615개의 트랜지스터를 제작·분석하는 데 성공했다.
대규모 분석 결과도 의미가 컸다. 반도체가 두꺼워질수록 전류는 더 잘 흐르지만, 전기를 켜고 끄는 성능은 오히려 떨어진다는 사실을 통계적으로 처음 명확히 규명했다. 기존에는 소수의 시료만 분석해야 했기 때문에 확인하기 어려웠던 특성을 대규모 데이터로 밝혀낸 것이다.
이번 연구의 가장 큰 의미는 단순히 제작 과정을 자동화한 것이 아니라, 사람의 경험에 의존하던 2차원 반도체 연구를 데이터 기반 연구로 바꿨다는 점이다. 앞으로는 더 많은 반도체를 더 빠르게 제작·분석해 성능이 뛰어난 소재를 찾고, 나아가 AI가 새로운 반도체를 설계하는 연구로까지 이어질 것으로 기대된다.
권지민 교수는 "기존에는 연구자가 현미경으로 원하는 반도체를 직접 찾아야 했지만, 이번 연구를 통해 이러한 과정을 자동화할 수 있게 됐다"며 "앞으로는 현미경 사진만으로도 반도체의 전기적 성능을 예측하고, 더 우수한 차세대 반도체를 훨씬 빠르게 개발할 수 있는 기반이 마련될 것"이라고 말했다.
이번 연구는 KAIST 권지민 교수, 정학순 박사, 이용우 박사가 공동 교신저자로 참여했으며, UNIST 이상현 연구원이 제1저자를 맡았다. 연구 결과는 재료과학 분야의 권위 있는 국제학술지 어드밴스드 펑셔널 머티리얼즈(Advanced Functional Materials)에 4월 3일 게재됐으며, 2차원 소재 및 전자소자(2D Materials & Electronics) 분야 인사이드 백 커버(Inside Back Cover) 논문으로도 선정됐다.
※ 논문명 : Statistically Resolbing Thickness-Dependent Electrical Characteristics in Multilayer-MoS2 Transistors,DOI : 10.1002/adfm.202532204
※ 저자 정보 : 권지민 교수 (KAIST, 교신저자), 정학순 박사 (KAIST, 교신저자), 이용우 박사 (KAIST, 교신저자), 이상현 연구원 (UNIST, 1저자), 공동연구기관 참여연구자 (UNIST 홍수민 연구원, UNIST 박민호 연구원, 한밭대 김성주 교수, 한양대 백상훈 교수, KAIST 서준기 교수, KAIST 양성욱 연구원, 미국 워싱턴대 배상훈 교수, TDS 이창수 박사)
한편 과학기술정보통신부 한국연구재단 개인기초연구사업과 산업통상자원부 산업기술기획평가원의 첨단전략산업초격차기술개발사업의 지원을 받아 수행되었다.
2026.07.09
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공기에도 강하고 고속 충전 가능한 ‘꿈의 배터리’ 전고체 배터리 소재 개발
전기차뿐 아니라 로봇, 도심항공교통(UAM) 등 다양한 분야에서 화재 위험이 낮은 ‘꿈의 배터리’ 전고체 배터리에 대한 기대가 커지고 있다. 우리 대학 연구진이 공기에 약하고 성능이 낮았던 고체 전해질의 한계를 동시에 해결할 새로운 설계 원리를 제시했다. 이번 기술은 배터리 안전성과 충전 속도를 함께 높일 수 있어 차세대 전고체 배터리의 실용화 가능성을 제시한 것으로 주목된다.
우리 대학은 신소재공학과 서동화 교수 연구팀이 동국대(총장 윤재웅), 연세대(총장 윤동섭), 충북대(총장 직무대행 박유식) 연구팀과의 공동연구를 통해 공기 노출 환경에서도 구조적 안정성을 유지하면서 이온전도도를 획기적으로 높인 전고체 배터리용 고체 전해질 설계 기술을 개발했다고 16일 밝혔다.
액체 전해질을 사용하는 기존 리튬 이온 배터리와 달리, 전고체 배터리는 화재 위험이 낮은 차세대 배터리로 주목받고 있다. 이 가운데 할라이드계 고체 전해질은 염소(Cl), 브롬(Br)과 같은 할로겐 원소를 포함한 물질로, 이온전도도가 높아 성능 면에서 유리하다. 그러나 공기 중 수분에 매우 취약해 쉽게 성능이 저하되는 단점이 있어 실제 제조와 취급이 까다로운 소재로 알려져 있다.
연구팀은 이 문제를 해결하기 위해 ‘산소 앵커링(Oxygen Anchoring)’이라는 새로운 구조를 도입했다. 이는 전해질 내부에 산소를 안정적으로 결합시켜 구조를 단단하게 만드는 방식으로, 이 과정에서 텅스텐 원소가 핵심적인 역할을 한다.
그 결과, 해당 전해질은 공기 노출 환경에서도 구조가 쉽게 붕괴되지 않고 안정적으로 유지되는 것으로 나타났다.
또한 연구팀은 안정성뿐 아니라 배터리 성능도 함께 개선했다. 전해질 내부 구조 변화로 리튬 이온의 이동 경로가 더 넓고 원활해지면서 이온 이동 속도가 향상됐기 때문이다. 실제로 산소가 도입된 신소재는 기존 지르코늄(Zr) 기반 할라이드계 고체 전해질보다 이온전도도가 약 2.7배 높은 것으로 확인됐다.
이 기술의 또 다른 특징은 특정 소재에 국한되지 않는다는 점이다. 연구팀은 지르코늄(Zr), 인듐(In), 이트륨(Y), 어븀(Er) 기반 등 다양한 할라이드 고체 전해질에 동일한 전략을 적용해 유사한 효과를 확인했다. 이는 다양한 배터리 소재에 적용 가능한 ‘범용 설계 원리’임을 보여준다.
연구팀은 이번 기술이 공기 안정성과 성능을 동시에 갖춘 고체 전해질 개발에 기여할 것으로 기대하고 있다.
서동화 교수는 “이번 연구는 공기 안정성과 이온전도도를 동시에 향상시키는 구조 설계 전략을 통해 다중 성능을 최적화하는 새로운 소재 설계 원리를 제시한 것으로, 향후 전고체 배터리 연구와 공정 개발의 핵심 지표가 될 것”이라고 말했다.
이번 연구는 KAIST 김재승 박사(현 서울대)와 박희주 연구원, 동국대 김해용 연구원이 공동 제1저자로 참여했으며, 국제 학술지 어드밴스드 에너지 머티리얼스(Advanced Energy Materials)에 2026년 3월 6일 자로 게재됐다.
※논문명: Universal Oxychlorination Strategy in Halide Solid Electrolytes for All-Solid-State Batteries, DOI: https://doi.org/10.1002/aenm.202506744
이번 연구는 삼성전자 미래기술육성센터와 한국연구재단의 나노및소재기술개발사업의 지원을 받아 수행됐으며, 계산 연구는 국가슈퍼컴퓨팅센터의 자원을 활용해 진행됐다.
2026.04.16
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‘꿈의 메모리’ 구현할 전자의 공전 ‘오비탈’ 원리 규명
스마트폰과 노트북의 발열 문제를 줄이고 더 빠르고 전력 소모가 적은 ‘꿈의 메모리’를 구현하기 위한 연구가 활발하다. 한국 연구진이 반도체 속 전자의 회전 성질인 ‘스핀(spin)’의 교환상호작용 대신, 전자가 원자핵 주위를 도는 공전과 같은 움직임인 ‘오비탈(orbital)’의 교환상호작용을 이용해 자성을 제어하는 새로운 가능성을 제시했다.
우리 대학은 물리학과 이경진 교수와 연세대학교(총장 윤동섭) 물리학과 김경환 교수 공동연구팀이 전류를 이용해 자성을 제어하는 기존 기술의 한계를 넘어, 전자의 ‘오비탈 교환상호작용(Orbital exchange interaction)’*을 통해 자성을 자유자재로 조절할 수 있는 새로운 이론 체계를 세계 최초로 정립했다고 16일 밝혔다.
*오비탈 교환상호작용: 전자가 원자핵 주위를 돌며 형성하는 궤도(오비탈)가 서로 영향을 주고받아 자석의 방향이나 성질을 조절하는 현상
지금까지 차세대 메모리 연구는 전자의 ‘스핀’에 주로 집중해 왔다. 스핀은 전자가 마치 작은 팽이처럼 스스로 회전하며 만들어내는 성질로, 이 회전 방향을 이용해 정보를 저장하는 방식이다. 그러나 전자는 동시에 원자의 중심에 있는 원자핵 주위를 돌며 ‘오비탈’이라는 궤도 운동도 한다. 연구팀은 이번 연구에서 전류가 흐를 때 발생하는 전자의 오비탈 에너지가 자성체의 오비탈과 직접 상호작용하며 정보를 전달한다는 원리를 이론적으로 규명했다. 이를 통해 기존 스핀 방식보다 훨씬 효율적으로 자석의 성질을 바꿀 수 있음을 확인했다.
이번 연구의 가장 큰 성과는 전류가 단순히 자석의 방향만 바꾸는 것이 아니라, 자석이 특정 방향을 선호하는 성질이나 회전 특성 등 고유한 물성 자체를 조절할 수 있다는 점을 밝혀낸 것이다.
특히 연구팀의 계산 결과, 오비탈을 이용한 제어 효과는 기존 스핀 기반 방식보다 훨씬 강력할 수 있음이 확인됐다. 이는 향후 반도체 소자에서 스핀 대신 오비탈이 핵심 역할을 하는 ‘오비탈 기반 전자소자’ 시대의 가능성을 제시한 것이다. 연구팀은 이론에 그치지 않고 실제 실험에서 이러한 효과를 측정할 수 있는 방법까지 함께 제시해 향후 산업계의 기술 활용 가능성을 높였다는 평가를 받고 있다.
특히 최근 학계에서 큰 관심을 받고 있는 교자성(Altermagnet) 물질에서도 이 원리가 적용될 수 있다. 교자성은 원자 속 전자의 스핀이 서로 다른 방향으로 규칙적으로 배열된 새로운 형태의 자성 물질로, 겉으로는 자석처럼 보이지 않지만 전자의 움직임에는 큰 영향을 준다. 이러한 특성 덕분에 전자의 상태를 정밀하게 제어할 수 있어 메모리 제어와 고속·저전력 반도체 소자 개발에 유리한 물질로 주목받고 있다. 따라서 미래형 논리 소자와 메모리 소자 개발을 위한 강력한 이론적 토대가 마련될 것으로 기대된다.
이근희 박사는 “이번 연구는 전류로 자성을 제어할 때 반드시 ‘스핀’에만 의존할 필요가 없다는 사실을 보여준 사례”라며 “전자의 궤도 운동인 오비탈을 활용해 자성을 이해하고 제어하는 새로운 관점은 차세대 초고속·저전력 메모리 개발에 중요한 이정표가 될 것”이라고 말했다.
이번 연구에는 KAIST 이근희 박사가 제1 저자로 참여했으며, 연세대 김경환 교수와 KAIST 이경진 교수가 공동 교신저자로 수행했다. 연구 결과는 세계적 학술지 네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications)에 2월 2일 게재되며 학술적 가치를 인정받았다.
※ 논문 제목: Orbital exchange-mediated current control of magnetism, DOI: https://doi.org/10.1038/s41467-026-68846-x
한편 이번 연구는 한국연구재단 한계도전 R&D 프로젝트, 중견연구자지원사업, 선도연구센터(SRC), 신진연구자지원사업, 삼성전자의 지원을 받아 수행됐다.
2026.03.16
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캠퍼스에 등장한 희망, 조형물 ‘HOPE’ 제막식 개최
우리 대학이 폴란드 작가 토마스 코슐레가(Tomasz Koclęga)의 청동 조형물 'HOPE'를 대전 본원에 설치하고 25일 제막식을 개최했다.
'HOPE'는 높이 약 10m, 무게 7톤의 대형 조각 작품으로 역동적인 자세로 몸을 맞대고 있는 두 사람의 형상이 표현되어 있다.
토마스 코슐레가 작가는 "두 사람이 협력해 큰 꿈을 실현하고 더 나은 세상을 위해 노력하는 모습을 담고자 했다"라고 밝혔다. 이어, "대형 작품을 KAIST에 설치하게 돼 무한한 영광이며, 이를 계기로 해외 작가들과 예술품 수집가들이 KAIST를 방문하고 교류할 기회가 많아질 것으로 기대한다"라고 덧붙였다.
이번 조형물 설치는 김영찬 골프존뉴딘그룹 회장의 기부를 바탕으로 추진됐다. 김 회장은 2011년 KAIST 교수들 간 소통과 교류 증진을 위해 대전 본원에 '패컬티클럽(Faculty Club)'을 건축해 기부한 바 있다.
예술융합센터 관계자는 "김영찬 회장이 KAIST의 개교 50주년을 기념하는 조형물을 기부하고 싶다는 뜻을 2021년부터 전해왔다"라고 설명하며, "더 큰 미래의 꿈을 향해 노력하는 모습을 상징성 있게 담아낸 작품을 발굴하기 위해 수년간 심혈을 기울인 것으로 알고 있다"라고 전했다.김영찬 골프존뉴딘그룹 회장은 "조형물에 담긴 작가의 의도를 함축하고 KAIST 구성원이 이 작품을 보고 큰 꿈을 가지기를 바라는 마음을 담아 'HOPE'라는 이름을 지어 기부했다"라고 밝혔다.
조형물은 행정분관·인문사회과학부·융합연구동으로 둘러싸인 캠퍼스 동편 녹지공간에 설치돼 건물 위치에 따라 다른 시선으로 감상할 수 있다.
작품 수증과 전시 기획을 총괄한 석현정 미술관장은 "기술이 발달할수록 사람 사이의 연결과 협동이 중요하게 강조되는데, 'HOPE'는 이를 예술로 대변해 주는 훌륭한 작품이다"라며, "이 작품이 우리의 시선을 하늘로 이끌어 여유를 갖고 미래를 바라보게 하는 매개체가 되길 바라는 마음으로 전시 환경과 공간 조성에 상당한 노력을 기울였다"라고 설명했다.
25일 오전 열린 제막식에는 이광형 총장, 이균민 교학부총장, 김경수 대외부총장, 석현정 미술관장 등 우리 대학 관계자와 김영찬 골프존뉴딘그룹 회장, 최덕형 골프존뉴딘홀딩스 대표, 토마스 코슐레가 작가, 피오트르 오스타셰프스키(Piotr Ostaszewski) 주한폴란드대사 등 교내·외 관계자들이 참석했다.
토마스 코슐레가 작가는 1968년 폴란드에서 태어나 1993년 크라코프 미술아카데미 졸업 후 대학에서 후학을 지도하며 조각가로서 활동하고 있다. 미국 세인트루이스, 인도 뉴델리와 찬디가르, 리투아니아 빌뉴스, 체코공화국, 폴란드의 전역에 작품을 전시하며 활발하게 활동하고 있다. 욕망·감정·꿈 등 인간의 본성을 담은 작품 세계를 인물 조각으로 주로 표현하며, 감정적이고 지적인 요소들을 변형된 인간의 몸에 응축한 몸짓으로 형상화해 표현하는 것이 특징이다.
2024.06.25
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다문화 가정 위한 체험 프로그램 개최
우리 대학은 (사)한마음교육봉사단(대표: 최병규 산업및시스템공학과 명예교수)과 함께 `제4회 한마음꿈나무 KAIST 체험 프로그램'을 오는 11월 2일(토)에 대전 KAIST 본원에서 개최한다.
한마음교육봉사단은 다문화가정 자녀의 교육 위기를 극복하고 그들의 성공적인 사회 진출을 돕고자 설립된 비영리 사단법인이다.
결혼 이주 여성들이 자녀의 교육 과정을 이해하고 학교 교사와 소통해 가정에서 학습지도를 담당할 수 있도록 돕고, 자녀들에게는 눈높이에 맞는 중·고등학교 교육과정을 개발하고 적용해 학업 능력을 향상하고 자기주도적인 사고를 할 수 있도록 돕는 것을 목표로 지난 2015년 설립됐다.
이번에 KAIST에서 열리는 `한마음꿈나무 명문 대학 체험 프로그램'은 다문화엄마학교 동문 가정의 자녀들 학교로 초청해 구체적인 미래를 설계하고 글로벌 리더십을 함양하는 계기를 제공하기 위해 기획되었다.
또한, KAIST 졸업생 벤처기업 조직인 한국과학기술인협회(회장 박선순)의 후원으로 전국 12개 다문화엄마학교 졸업생 및 재학생 동문가정과 인솔 교사, 센터관계자 등 총 570여 명이 참가할 예정이다.
이번 행사는 신성철 KAIST 총장의 환영사를 시작으로 학습지도를 잘 한 엄마를 선발해 수상하고 장려금을 지급하는 우수가정학습지도 시상식과 다문화엄마학교 졸업생 중 초졸 검정고시 만점자에게 메달을 수여 하는 행사가 열린다.
이 외에도, 가정학습지도 우수사례 발표, 자녀교육전문가 강연, 국립중앙과학관 견학, 과학캠프 및 창의학습프로그램, KAIST 동아리 공연 관람, 다문화엄마학교 구성원들이 함께 준비한 음악회 등이 진행된다.
특히, 과학캠프 및 창의학습프로그램은 KAIST 교육봉사동아리 SEED가 주관하며 일상적인 학교 교육에서는 자주 접하기 어려웠던 과학 실험에 직접 참여할 수 있도록 구성해 창의력과 과학적·논리적 사고력을 기르는 데 도움을 줄 예정이다.
이준학 KAIST 교육봉사동아리 SEED 회장(산업및시스템공학과 2년)은 "대전뿐만 아니라 먼 지역에서 오는 다문화 자녀들을 위해 지난여름부터 실험 아이템을 조사하고 매뉴얼을 만드는 등 체계적인 준비를 해왔다ˮ고 말했다. 이어, "다문화 자녀들이 KAIST에서 과학과 공학에 흥미를 느낄 수 있는 체험형 프로젝트 통해 즐겁고 유익한 시간을 만들 수 있도록 최선을 다하겠다ˮ고 전했다.
전년도에 이어 자녀 교육 소통 관련 패널토의를 진행을 맡은 김영걸 KAIST 글로벌리더십센터장은 "이번 행사가 부모와 자녀 간의 원활한 소통을 돕는 계기가 되길 바란다ˮ고 밝혔다. 이어, 김 센터장은 "다문화 가정에서도 행복한 웃음과 자녀들의 밝은 미래가 확산되길 희망한다ˮ고 전했다.
한마음교육봉사단은 2015년 설립 이래 현재 전국 12곳(대전·서울·장성·나주·목포·아산·경산·김제·음성·달성·시흥·포항)에 다문화엄마학교를 개설하여 매년 240여 명의 졸업생을 배출하고 있다.
2019.10.29
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한마음교육봉사단, 제2회 한마음꿈나무 KAIST 체험행사 개최
〈 한마음교육봉사단 〉
우리 대학 산업및시스템공학과 최병규 명예교수가 대표로 재직 중인 (사)한마음교육봉사단이 제2회 한마음꿈나무 KAIST 체험행사를 실시한다.
우리 대학에 본부를 두고 있는 한마음교육봉사단은 지난해부터 다문화엄마학교 졸업생을 대상으로 그 자녀들과 가족을 KAIST에 초청하는 행사를 진행 중이다.
1회 행사에는 120여 명이 참가했고 오는 29일(일) 오후 2시에 진행될 2회 행사에는 더 많은 인원이 참석할 것으로 예상된다.
봉사단은 명문대학 체험을 통해 다문화가정 자녀들에게 교육에 대한 동기부여를 강화시킬 뿐 아니라 진로 탐색과 과학 체험활동을 통해 폭 넓은 자기계발의 기회를 제공한다.
이번 행사는 교육봉사동아리(SEED)의 지원을 통해 KAIST 홍보동영상 시청, 단체 보물찾기, 초등학교 3학년 자녀를 대상으로 한 융합과학 프로그램(인터렉티브 아트) 체험활동 등을 진행한다.
또한 학부모를 위한 국화축제 관람, 학생식당 체험 등 다채로운 프로그램을 마련해 자녀와 부모가 함께할 수 있는 행사로 진행된다.
한마음교육봉사단은 2015년 자녀교육을 챙기는 엄마를 양성하는 다문화엄마학교를 개원한 이래 전국 시, 도로 확산 중이다. 현재 서울시 성북구, 전남 나주시, 장성군에 학교를 개원했다.
2017.10.26
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이정용 교수, 이달의 과학기술자상 수상
이정용 교수
액체 내의 수많은 반응 메카니즘을 규명할 수 있는 기술을 개발한 우리 학교 신소재공학과 이정용 교수가 "이달의 과학기술자상" 2월 수상자로 선정됐다.
이 교수는 세계 최초로 액체 시료를 그래핀(graphene)에 밀봉하는 기술을 개발해 액체 내에서 나노입자가 성장하는 과정을 원자 단위에서 실시간으로 관찰하는 데 성공한 공로를 인정받았다.
그래핀이란 탄소 원자가 벌집 모양의 육각형 형태로 연결된 2차원 평면 구조를 이루는 물질로 구리보다 100배 이상 전기 전도성이 우수해 "꿈의 신소재"로 불린다.
일반적으로 전자현미경은 광학현미경보다 수천배의 배율을 가지고 있어 원자 단위까지 관찰이 가능하지만 고체상태의 시료만 관찰이 가능했다.
전자와 공기가 만나 산란하는 현상을 방지하기 위해 전자현미경 내의 전자빔이 지나가는 길이 모두 진공으로 유지되는데, 액체 시료는 진공 속에서 모두 증발해 관찰이 불가능하기 때문이다.
하지만 나노재료 제조, 전기화학·촉매 반응, 인체·동식물 세포 속의 반응과 같은 수많은 반응들은 액체 내에서 일어나거나 액체를 포함한 반응들이다.
따라서 이번 이 교수가 개발한 기술은 액체 내에서 일어나는 과정을 원자 규모로 관찰할 수 있는 길을 열어준 셈이다.
이 교수의 연구 성과는 지난해 4월 학술지 사이언스(Science)에 게재됐으며, 사이언스지의 "디스 위크(This week)", "전망(Perspectives)", 네이처지의 "주목받는 연구(Research Highlights)"에도 소개되었고, BBC 등 유명 해외 언론매체에도 보도된 바 있다.
이와 함께 그는 지난 20여 년간 미세구조에서 나타나는 현상들을 원자단위에서 규명하는 연구를 통해 과학인용색인(SCI) 등재 국제학술지에 450여편의 논문을 게재해왔으며 7편의 저서를 편찬하는 등 활발한 연구 업적을 보이고 있다.
현재까지 발표한 다수 논문들은 사이언스, 나노 레터스(Nano Letters), 첨단기능재료들(Advanced Functional Materials)와 같은 권위 있는 학술지에 실려 지금까지 총 피인용 횟수 3600회 이상, 31회 이상 피인용된 논문이 31편에 달하는 등 업적을 쌓았다.
이 밖에도 그는 이같은 공로를 인정받아 ▲2012년 한국세라믹학회의 학술상 ▲2012년 올해의 KAIST인상을 받는 영예를 얻었다.
이 교수는 "그동안 베일에 싸여있던 액체 내에서 일어나는 많은 과학 현상들을 원자단위로 규명해 우리의 생활을 더 편리하거나 이롭게 하는 데 최선을 다하겠다"고 수상소감을 말했다.
2013.02.06
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그래핀의 기계적 특성 세계 최초로 규명
- KAIST 박정영·김용현 교수 연구팀, 그래핀의 마찰력 제어기술 개발과 나노수준 마찰력이론 정립 -
- 나노분야 권위지 나노 레터스 6월 21일자 온라인판 게재 -
우리 대학 연구진이 차세대 ‘꿈의 신소재’로 불리는 그래핀의 기계적 특성을 밝히고 제어하는 데 성공했다.
우리 학교 EEWS대학원 박정영 교수가 나노과학기술대학원 김용현 교수와 공동으로 하나의 원자층으로 이루어진 그래핀을 불소화해 마찰력과 접착력을 제어하는 데 성공했다고 2일 밝혔다.
원자단위에서 그래핀에 대한 마찰력의 원리를 규명하고 제어하는 데 성공한 것은 이번 연구가 세계에서 처음인데 앞으로 나노 크기의 로봇 구동부 등 아주 미세한 부분의 윤활에 응용될 수 있을 것으로 기대된다.
그래핀은 구리보다 100배 이상 전기가 잘 통하면서도 구부려도 전기전도성이 유지돼 실리콘 반도체를 대체할 차세대 전자소자는 물론 휘어지는 디스플레이, 입는 컴퓨터 등 다양한 분야에 활용될 수 있어 ‘꿈의 신소재’로 불린다.
또 강철보다 200배 이상 강한 물성을 갖고 있어 기계 분야에도 응용가능성이 매우 높은 반면 마찰력과 접착력 등과 같은 기계적 성질에 대해서는 몇 가지 미해결 과제로 남아있었는데 이번 연구를 통해 상당부분 해소될 수 있을 것으로 전망된다.
박 교수 연구팀은 그래핀을 플루오르화크세논(XeF₂) 가스에 넣고 열을 가해 하나의 원자층에 불소 결함을 갖고 있는 불소화된 개질 그래핀을 얻어냈다.
개질된 그래핀은 초고진공 원자력현미경에 넣고 마이크로 탐침을 사용, 시료의 표면을 스캔해 마찰력과 접착력 등의 역학적 특성을 측정했다.
연구팀은 실험 결과를 바탕으로 불소화된 그래핀은 기존보다 6배의 마찰력과 0.7배의 접착력을 나타내는 것을 밝혀냈다.
이와 함께 전기적인 측정을 통해 불소화를 확인하고 마찰력과 접착력의 원리를 분석해내 그래핀의 마찰력 변화에 대한 이론을 정립했다.
박정영 교수는 “꿈의 소재로 알려진 그래핀은 나노 스케일 기기의 구동부 윤활에 쓰일 수가 있어 이번 연구는 그래핀 기반의 작은 역학구동소자의 코팅 등의 응용을 가질 수 있다”고 말했다.
한편, 이번 연구 성과는 나노과학분야 권위 있는 학술지 ‘나노레터스(Nano Letters)" 6월 21일자 온라인판에 게재됐으며 교육과학기술부와 한국연구재단이 추진하는 WCU(세계수준의 연구중심대학)육성사업과 중견 연구자지원사업의 지원을 받았다.
2012.07.02
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우성주칼럼 아바타의 꿈
우성주 문화기술대학원교수가
아시아경제 2010년 8월 18일(수)자 칼럼을 실었다.
제목: [사이언스포럼] 아바타의 꿈
신문: 아시아경제
저자: 우성주 문화기술대학원교수
일시: 2010년 8월 18일(수)
기사보기: [사이언스포럼] 아바타의 꿈
2010.08.18
조회수 11699
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제 꿈은 희망의 기계를 만드는 것입니다
- 김동원 학생, 역경을 딛고 미시건대 박사과정 유학길에 올라 -
“제 꿈은 어려운 이들에게 새 삶을, 새 세상을 열어주는 희망의 기계를 만드는 것입니다.”
어렸을 때 치료를 받기 위해서 매일 탔던 버스에서 그는 자유로움을 느꼈다. 그는 버스를 통해 기계가 어려운 사람들에게 자유와 희망을 준다는 것을 알았고, 어려움에 처한 이를 자유롭게 해주는 기계설계에 대한 뜨거운 꿈을 품게 되었다.
기계공학과 김동원(27, 석사 졸업 예정)씨가 자신의 역경에 굴하지 않고 본교 석사과정을 우수한 성적으로 졸업, 미시건대(앤 하버) 전액 장학생으로 뽑혀 이달 말 미국으로 유학을 떠난다.
태어날 때부터 몸이 불편했던 김 씨는 뇌병변 2급 장애를 가지고 있다. 2008년 2월 한양대학교 기계공학부를 졸업한 김 씨는 지난 2년 동안 기계공학과 장평훈 교수 실험실에서 수학했다.
필기를 빨리 하지 못해 친구의 노트를 복사해 가며 공부한 그는 끈기와 노력으로 우리학교 석사학위 과정을 마쳤다.
고등학교시절에도 수학 공부가 가장 어려웠다는 그는 느린 손동작으로 많은 풀이 과정이 필요한 수학 문제를 풀 때는 힘들었지만, 대부분의 공부가 재미있었다며 활짝 웃었다.
김 씨는 꿈을 가진 장애 학생들이 KAIST에 좀 더 많이 들어오길 바란다며, 장애 학생의 특성에 따라 KAIST가 입학기준을 유연하게 정하는 등, 장애인을 위한 학업 환경이 개선되었으면 좋겠다는 의견을 내놓기도 했다.
미국 대학원에서 의공학을 공부할 것이라는 김 씨는 “장애의 원인과 개선방법을 연구하는 의학에 공학을 접목하는 연구를 통해 장애를 가진 사람을 도와주는 재활분야의 전문가가 되겠다”고 포부를 밝혔다.
그는 또 “이 사회에는 어려움에 처한 이들이 많다”며 “그들 중에는 자립할 수 있는 기회조차 주어지지 않는 사람들이 많다. 그 사람들을 돕고 싶다”고 말했다.
김 씨를 지도한 기계공학과 장평훈 교수는 "김동원 학생은 항상 밝고 긍정적인 태도로 주위 사람들과 잘 어울렸고, 연구성과도 탁월했다. 개인적인 핸디캡에 굴복하지 않고 적극적으로 이겨낸 것은 그 자신의 인간적인 승리일 뿐만 아니라 많은 학생들에게 귀감이 될 만한 훌륭한 자세다”라고 말했다.
오는 8월28일 미국으로 떠나는 김 씨는 지난10일 총장실을 방문해 “작지만 학교 발전에 사용해달라며” 100만원의 기부금을 선뜻 내놓기도 했다.
2008년 KAIST에 거액을 기부한 류근철 박사로부터 평소 많은 영향을 받았다는 김 씨는 지금은 시작에 불과하지만 앞으로 열심히 공부해서 뜻한 바를 이루게 되면 더 많은 도움을 모교에 주고 싶다는 의사를 밝혔다.
이 소식을 접한 서남표 총장은 “학생들로부터 받는 선물이라 무엇보다도 값지고 소중하다”며 “김동원 학생이 무사히 공부를 마치고 모교에, 나아가 우리 사회에 기여할 수 있는 인재가 되어 돌아오기를 바란다”는 격려 메시지를 전달하기도 했다.
2010.08.17
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한국을 빛낼 100인에 KAIST교수 7명 선정
동아일보 2010.05.10(월) 보도에 따르면, 우리학교 교수 7명이 ‘2020년 한국을 빛낼 100인’에 선정됐다.
100인 가운데 대학교수는 36명이었으며 이중 우리학교 교수는 20%를 차지하여 서울대 교수 10명에 이어 두 번째로 많은 인원이 선정됐다.
특히, 물리·화학·생명과학과 같은 자연과학분야에서 대중의 관심 밖에서 묵묵히 정진한 세계적 수준의 우리대학 교수들이 다수 선정되어 쾌거를 이뤘다.
이번에 선정한 분야는 △자유로운 창조인(20%), △꿈꾸는 개척가(25%), △행동하는 지성인(20%), △도전하는 경제인(25%), △미래를 여는 지도자(10%) 등 5개다. 꿈꾸는 개척가 분야에는 안철수 기술경영전문대학원 석좌 교수, 이상엽 생명과학기술대학장 특훈 교수, 이지오 화학과 교수, 이효철 화학과 및 나노과학기술대학원 교수, 정하웅 물리학과 교수, 조동호 전기전자공학과 석좌교수가 선정됐고, 행동하는 지성인 분야에는 이광형 바이오및뇌공학과 미래산업 석좌 교수가 선정됐다.
안철수 교수는 의학계와 과학계 재계 교육계 정계 등 분야별로 빠짐없이 추천받은 점이 특징이다. 대부분의 100인은 같은 분야의 추천위원으로부터 표를 얻었다. 반면 안 교수는 각계전문가로부터 “다양한 분야를 넘나드는 탁월한 능력과 미래사회를 내다보는 안목, 자기 목표를 달성하려는 열정이 젊은이들에게 좋은 역할모델이 되고 있다”는 말을 들었다. 그의 장점은 헌신과 자기희생, 추천위원들은 “한국사회에서 자기 분야에서 일가를 이룬 사람들이 흔히 보여주는 리더십과는 다르게 창의적이면서 자기 헌신적인 지도상을 보여준다”고 말했다.
동아일보는 ‘2020년에는 누가, 어떤 역량과 자질을 바탕으로 한국 사회를 이끌고, 10년 뒤를 빛낼 리더십은 오늘의 한국사회에 어떤 의미를 지닐까’라는 의문을 가지고 창간 90주년을 맞아 100인을 선정했다.
선정 방법은 미래와 인재라는 두 가지 키워드에 관심을 보여 온 자문위원 8명이 조언하고 추천위원 205명이 두 차례에 걸쳐 추천한 것이다. 100인중에 나머지 한 명은 독자의 몫으로 남겼다.
2010.05.19
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2009 인문주간 행사 개최 - 인문학, 과학과 이야기를 만나다
인문사회과학연구소는 9월 21일부터 닷새간 ‘인문학, 과학과 이야기를 만나다: 우주에 대한 행복한 상상’을 주제로 2009 인문주간 행사를 개최한다.
한국연구재단이 주최하는 ‘2009 인문주간 행사’의 일환으로 개최되는 이번 행사에는 ‘제4차 첨성대 대토론회’ 국악공연 ‘첨성대 천년의 꿈’, 저자 초청 강연 ‘천문대 가는 길’, 연속 강연 ‘인간·우주·상상’, ‘SF 스토리텔링 워크숍’, ‘KAIST 과학 글쓰기 대회’ 등 다채로운 행사가 열린다.
이번 행사기간중에는 무려 28년 만에 제4차 첨성대 대토론회가 오는 24일(목) 오후 1시 우리대학시청각실에서 열린다. 요즈음 크게 유행하고 있는 드라마 선덕여왕에서도 ‘첨성대’를 소재로 온 국민의 관심을 모으고 있다.
첨성대는 천문대인가 아닌가. 우리 학계에서도 그간 1973년, 1974년, 1981년 3차례에 걸쳐 첨성대 대논쟁이 있었다. 그 결과 첨성대에 녹아든 천문 사상, 첨성대의 천문학적 기능, 첨성대의 종교적 성격, 첨성대의 역사적 성격에 관한 다양한 주장들이 나왔다. 그렇지만 첨성대가 천문대인지, 종교 제단인지 하나의 정설로 모아지지 않았다.
이번 대토론회는 그간 새로운 연구 성과를 축적한 소장학자가 주축이 됐다. 동아시아 천문학적 접근, 신라사적 접근, 조경학적 접근, 종교학적 접근, 현대천문학적 접근 등 다각적이다. 그간 첨성대 논문을 쓴 인문학과 자연과학의 소장학자가 총 망라됐다. 첨성대 1차~3차 대토론회를 이끈 송상용 교수(한국과학기술한림원 원로회원)가 이전 논쟁의 성과와 당시 제시된 과제에 대한 특별 강연도 마련되어 있다. 또한, 한국과학사의 최고 원로인 전상운 교수(전 성신여대총장)가 이 토론회의 학술적 의의를 말한다. 이번에는 오랫동안 끌어온 첨성대 논쟁이 종지부를 찍기를 기대해본다.
이와 함께 이 토론회에서는 2006 KBS 국악대상을 받은 변계원 교수의 창작 국악곡, "첨성대, 천년의 꿈"이 발표된다. 첨성대를 노래한 고려말 조선초 안축(安軸), 정몽주(鄭夢周), 조위(曺偉)의 시에 노래를 붙였다.
첨성대 대토론회를 빛내주는 이 국악곡은 이틑날인 25일(금) 오후 5시 시청각실에서 연주된다. 이 노래를 배우는 시간도 마련되어 있다. 이 곡과 함께 다양한 형태의 전통음악과 비틀즈의 곡 등 여러 크로스오버 곡들이 흥미를 돋운다. 연주는 국내 최정상급이 출연한다. 가야금 음악의 세계화를 이뤄낸 숙명가야금연주단, 한국 해금 연주의 디바 숙명여대 강은일 교수가 출연한다. 노무현 전 대통령의 국민장 때 해금을 켰던 그 연주자다.
첨성대 대토론회를 기념해《천문대, 가는 길》의 저자인 일본 교토산업대 전용훈 박사가 25일 오후 3시 KAIST에서 강연한다. 그는 전국 각지의 천문대를 답사하면서 우리의 과학, 천문학, 역사를 종합한 매우 흥미로운 글을 썼다. 조선후기 시헌력에 관한 논문으로 박사를 받았다. 과학동아 기자로도 오랫동안 활약했다. 현재 일본 교토산업대학에서 동아시아 천문학의 역사를 깊게 연구중이다.
22일, 24일 열리는 SF 스토리텔링 워크숍에서는 영화감독 인하대 육상효 교수, 과학저술가 정재승 교수, 그래픽 전문가 노준용 교수, 인문저술가 전봉관 교수를 초청해 SF 스토리텔링의 원리를 알아보고 실습해보는 기회를 갖는다.
자세한 내용은 홈페이지를 참고하세요.
hweek.krf.or.kr
2009.09.16
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