물리학과 안종열 교수, 2022 봄 한국물리학회 학술상 수상

물리학과 안종열 교수께서 2022년 봄 한국물리학회 학술상을 수상하였습니다. ■ 학술상 안종열 (성균관대) 상대론적 전자 특성을 가진 준결정을 구현할 수 있음을 실험적으로 밝히며 응집물리 분야에 탁월한 기여를 함

물리학과 안종열 교수, 과학기술정보통신부 장관 표창 수상

물리학과 안종열 교수가 과학기술 발전에 기여한 공로로 4월 21일 제55회 과학의 날을 맞아 과학기술인의 사기 진작과 국가 과학기술 혁신을 도모하고자 수여한 과학기술정보통신부 장관 표창을 받았다. 안종열 교수는 30년 이상 난제였던 상대론적 전자(Dirac Electron) 특성을 가진 준결정(Quasicrystal)을 그래핀(Graphene)을 이용하여 세계 최초로 구현에 기여한 업적을 인정받았다.

물리학과 최우석 교수 연구팀, 단일 원자층 정밀 제어를 통해 격자 떨림에 기반한 새로운 층간 교환 상호작용 제시

단일 원자층 정밀 제어를 통해 격자 떨림에 기반한 새로운 층간 교환 상호작용 제시 “격자의 떨림으로 전달되는 원거리 자기 결합” 물리학과 최우석 교수 연구팀(제1저자 정승교 연구원)이 단일 원자층(약 4옹스트롬 = 100억분의 4미터) 수준으로 정밀 조절된 인공 결정을 제작함으로써 격자의 떨림(포논)을 통해 전달되는 새로운 층간 교환 상호작용을 제시한 연구 결과를 발표했다. 얇은 두 자석 사이에 자성이 없는 얇은 도체를 끼워 넣으면 도체 내 자유전자에 의해 두 자석 사이의 층간 교환 상호작용이 발현된다. 이러한 상호작용은 자석의 자화 정렬 방향을 변화시키고 거대자기저항효과를 가져온다. 프랑스의 알베르 페르와 독일의 페터 그륀베르크가 2007년 노벨 물리학상을 수상하는 계기가 된 이러한 층간 교환 상호작용은 우리가 사용하는 하드디스크에 이미 활용되고 있다. 하지만 두 자석 사이에 자성이 없는 부도체를 끼워 넣을 경우에는 두 자석을 매개할 자유전자가 존재하지 않기 때문에, 기존의 층간 교환 상호작용이 적용될 수 없다. 본 연구진은 포논(격자의 열적 떨림이 양자화된 개념)과 스핀(자석의 양자화된 개념)이 강한 상호작용을 가지는 인공 산화물 결정을 제작해 새로운 종류의 층간 교환 상호작용을 관측했다. 특히 원자층 수준으로 정밀 제어하여 자석 층의 스핀 정렬의 방향이 변화하는 것을 확인했고, 편광 중성자 반사율 측정을 통해 나선형 스핀 구조를 실험적으로 관측했다. 나아가 나선형 구조와 인공 결정의 원형 편광된 격자의 떨림의 파장이 유사하다는 사실을 밝혀내 새로운 층간 교환 상호작용의 가능성을 제시했다. 또한 원자층 수준의 정밀도를 갖는 인공 결정 내에서의 포논을 테라헤르츠 영역에서 인위적으로 발현시키고 조절했다. 이러한 방법론은 기존 고품질 반도체 박막에서만 제한적으로 가능한 것으로 여겨져 왔다. 때문에 포논과 관련된 열전소자, 초전도, 강유전성 등 다양한 연구가 이뤄져온 인공 산화물에서의 포논 연구를 가능케 함으로써 다양한 영역으로의 확장 가능성을 갖고 있다. 최우석 교수는 “원자층 수준 정밀 제어된 인공 산화물 결정을 통해 포논으로 인해 전달되는 새로운 방식의 층간 교환 상호작용을 최초로 관측함으로써, 다양한 양자 자성연구에서 포논의 새로운 역할을 제시하는 데 의미가 있다”고 덧붙였다. 본 연구결과는 성균관대학교 및 교육부, 한국연구재단이 추진하는 4단계 두뇌한국21 사업 대학원혁신, 기초연구지원사업(중견연구)의 지원으로 수행되었으며, 성균관대학교 김영민 교수, 한정훈 교수, 부산대학교 박성균 교수, 미국 오크릿지 중성자 연구소 발레리아 박사, 켄터키 주립대학교 서성석 교수, 테네시 주립대학교 에가미 교수 등 여러 전문가 그룹과 수년간의 공동연구의 성과로서, 국제 학술지 ‘Advanced Science’(IF=15.444)와 ‘Science Advances’(IF=14.136)에 1월 18일과 28일 두 차례 온라인 게재되었다. ※ 논문 : “Atomistic Engineering of Phonons in Functional Oxide Heterostructures”, Advanced Sciences, DOI: 10.1002/advs.202103403, Jan. 18th, 2022 : “Unconventional interlayer exchange coupling via chiral phonons in synthetic magnetic oxide heterostructures”, Science Advances, Jan. 28th, 2022

물리학과 강경태 박사, 경북대학교 조교수 임용

우리 대학 물리학과 강경태 박사(학부 08학번, 석박통합 11학번)가 경북대학교 물리학과 조교수로 2021년 9월 임용된다. 강경태 박사는 2018년 2월 "Oxygen vacancy induced physical properties in epitaxial oxide thin films (지도교수: 최우석)"로 박사학위(응집물리실험)를 받고 졸업한 뒤 본교 및 미국 Los Alamos National Laboratory 등지에서 약 3년간 박사후연구원으로 활동했으며, 전이금속 산화물 박막 및 이로 구성된 소자에서 발현되는 양자물성이 주요 연구 분야이며 총 15편의 논문을 SCI저널에 게재했다. 연구에 대한 열망이 컸던 강경태 박사는 학부 3학년부터 물리학과 한정훈 교수의 다체계이론 연구실에서 학부연구생으로 연구자의 삶을 시작했고, 이어 본교 대학원생으로 위상물질, 산화물내에서의 Rashba 효과 등의 이론연구를 수행했다. 이처럼 이론물리학 분야를 연구한 강경태 박사는 박사과정을 마무리하기 앞서 자신이 모델링하던 물질과 물성을, 특히 당시 연구주제였던 ‘전이금속 산화물’을 실제로 발현시키는 데 관심을 가지게 되었고, 박막산화물을 다루는 최우석 교수의 에피산화물 박막 연구실로 적을 옮긴 바 있다. 이론물리학을 비롯해 실험테크닉과 분석법을 익힌 강경태 박사는 대표 전이금속 산화물인 SrTiO3와 마찬가지로 대표 2차원 물질인 그래핀의 시너지 현상에 대한 연구를 수행했다. 세계 수준의 퀄리티를 지닌 산화물 박막을 제작하고 공동연구를 주도하는 역량을 발휘하여 이력 양자홀효과 등을 관찰하는 등의 독창적 성과를 내 Advanced Materials 및 Nano Letters등의 대중적 저널들에 1저자로 논문을 다수 게재할 수 있었다. 뿐만 아니라, 강경태 박사는 박사학위를 마치며 본교의 박사후연구원으로 재직하던 시기에도 다채로운 고품질 박막산화물 제작과 그의 발현 물성들에 대한 연구를 활발하게 수행했다. 연구주제의 범주는 강유전성과 강자성 등의 기초학문적 분야부터 투명전도산화물 등의 응용이 용이한 분야까지 넓고 다채로웠는데, 특히 최초로 상온에서 강유전성과 강자성을 보이며 이들의 상호작용까지 보이는 단일물질인 SrFeO2.5에 대한 주제는 2018년 학문 후속세대양성 사업인 박사후 국내연수 과정에 선정되었다. 그 독창성을 인정받아 Advanced Materials 및 Chemistry of Materials 등의 저명한 저널들에 1저자로 논문을 게재되었다. 강경태 박사는 미국 Los Alamos National Laboratory의 박사후연구원으로 적을 옮긴 후로부터 기존에 수행해왔던 연구의 영역을 넓혀왔다. 전이금속 산화물과 그래핀과는 또다른 2차원 물질인 전이금속 디칼코게나이드의 융합성질에 대해 관심을 두었고, 같은 기관의 연구진들과 Auburn University와 University of California 등 외부 기관들과의 활발한 공동연구를 통해 전기적, 광학적 특성에 연구를 수행했다. 이어 기판위에서 뿐만 아니라 기판으로부터 분리된 후에도 발현물성을 보존하는 전이금속 산화물 막을 제작하여 막을 자유자재로 구부리고 늘리는 기작을 통해 물성을 어떻게 변화시킬 수 있는지에 대한 연구도 수행하였고, 현재 경북대학교 조교수로 임용이 결정된 시점에서도 이에 대한 연구를 지속적으로 이어가고 있다. https://www.skku.edu/skku/campus/skk_comm/news.do?mode=view&articleNo=91215