삼성미래기술육성사업 지원 논문, 최상위 국제학술지에 게재

삼성미래기술육성사업이 지원한 국내 연구진의 연구개발 논문이 최상위 국제학술지에 게재되며 성과를 인정받았다.

22일 삼성미래기술육성사업에 따르면 포스텍 물리학과의 이길호·조길영 교수 연구진이 작성한 '그래핀 조셉슨 접합 내의 안정적인 플로켓-안드레예프 상태' 논문은 지난 16일(영국 현지시간) 국제학술지 '네이처'에 게재됐다.

이들 연구팀은 빛으로 고체 물질의 양자 성질을 다양하게 제어하고 측정할 수 있는 플랫폼을 개발하는 데 성공하고 관련 논문을 작성했다.

과학계에서는 아주 작은 크기의 고체 물질의 경우 강한 열이나 압력, 화학물질을 첨가하는 기존 방식 외에도 빛을 쬐어주면 양자 성질이 바뀐 '플로켓 상태'가 될 수 있다는 가설이 1900년대 중반부터 제안된 바 있다. 오랫동안 이론적으로만 예측되던 플로켓 상태는 2013년에 처음으로 관찰됐고 이 후에도 몇 건의 사례가 보고됐다.

플로켓 연구는 고체 물질에 빛을 쪼임으로서 '위상물질'을 발현시킬 수 있는 등 신소재와 양자기술 분야에서 활용도가 높아 전 세계적으로 관련 연구가 활발하다. 다만 그간 연구에서 구현해낸 플로켓 상태는 지극히 짧은 순간만 지속돼 후속 연구에 어려움이 있었다.

연구팀은 두 개의 초전도체 사이에 그래핀을 접합시킨 '그래핀-조셉슨 접합 소자'에 기존의 적외선 대신 마이크로파를 서서히 쬐어 플로켓 상태를 장시간 구현하는 데 성공했다. 빛의 세기가 기존 대비 1조분의 1 수준으로 매우 약해 열 발생이 현저히 줄었고, 플로켓 상태는 25시간 이상 지속됐다.

아울러 최적화된 '초전도 터널링' 분석법을 통해 그래핀-조셉슨 접합 소자에 가해지는 빛의 세기, 파장 등에 따라 달라지는 플로켓 상태의 특징을 정량적으로 확인하는 데 성공했다.

이길호·조길영 교수는 "이번 연구는 플로켓 상태가 지속적으로 유지될 수 있는 플랫폼을 만들어 플로켓 상태를 상세하게 연구할 수 있게 된 것에 의미가 있다"라며 "향후 편광 등 빛의 특성과 플로켓 상태 사이의 상관 관계를 밝히는 연구를 진행할 계획이다"라고 말했다.

이길호 교수 연구팀의 이번 연구는 2017년 6월 삼성미래기술육성사업 과제로 선정돼 5년째 지원을 받고 있다.

삼성미래기술육성사업은 우리나라의 미래를 책임지는 과학 기술 육성을 목표로 2013년부터 1조5000억원을 출연해 시행하고 있는 연구 지원 공익 사업이다. 지금까지 총 706건의 연구과제에 9237억원의 연구비가 지원됐고, 지원을 받은 연구진은 약 1만4000명에 달한다.

올해에도 기초과학, 소재, ICT 분야에서 자유공모 연구과제 720여건을 신청받아 서면심사와 발표심사를 진행했으며 조만간 지원 과제를 최종 발표할 예정이다.전혜인기자 hye@dt.co.kr