미래창조과학부(장관 최양희)와 한국연구재단(이사장 정민근)은 포항공과대학교 김근수 교수를 이달의 과학기술자상 3월 수상자로 선정하였다고 밝혔다.
미래부와 연구재단은 김근수 교수가 2차원 물질인 포스포린의 전자물성 제어기술 개발을 통해 초소형, 고성능 반도체 신소재 개발의 발판을 마련하고, 새로운 양자 상태를 최초 발견함으로써 다양한 후속 연구의 밑바탕을 마련하는 등 신소재 관련 기술 발전에 크게 기여하였다고 수상 배경을 설명했다.
[2차원 물질 : 통상적인 3차원 물질에서 표면 원자 한 겹을 떼어낸 형태로 가장 얇은 두께의 물질로 지난 10년간 응집물질물리학 및 재료과학 분야의 폭넓은 관심을 받고 있음]
[포스포린(Phosphorene) : 인(P) 원자로 된 흑린(black phosphorus)이란 물질의 표면 몇 개 층을 떼어낸 2차원 평면구조의 나노 물질로, 육각벌집 모양으로 탄소(C)로 이루어진 그래핀과 원자 배열이 유사하나 규칙적으로 주름진 독특한 구조를 갖기 때문에 물성 조작에 용이함]
김근수 교수는 포스포린 밴드갭을 변환시켜 물성을 반도체에서 도체까지 자유자재로 변환 가능한 기술을 개발하였다. 이는 꿈의 신소재로 각광받고 있는 그래핀의 최대 단점인 전류흐름 통제의 어려움을 극복하고 초박막 반도체 신소재의 상용화 가능성을 열었다는데 의의가 있다.
[밴드 갭(Band Gap) : 전자가 존재하고 있는 가장 높은 에너지 레벨에서부터 전자가 존재하지 않는 가장 낮은 에너지 레벨 사이의 에너지 영역이나 그 에너지 차이를 말함]
[그래핀(Graphene) : 탄소들이 벌집 모양의 육각형 그물처럼 배열된 0.2nm의 두께의 층으로 실리콘보다 100배 이상 전자 이동성이 빨라 초고속 반도체, 투명 전극을 활용한 곡면 디스플레이 등을 만들 수 있어 미래 신소재로 주목받고 있음]
또한 그래핀의 특이 물성 근원에 해당하는 디락 준도체 상태를 포스포린에서 최초로 발견하여 다양한 후속 연구의 밑바탕을 마련하였으며, 이를 토대로 세계 최고 수준의 학술지 사이언스에 논문을 게재하는 등 학문적 가치를 인정받았다.
[디락 준도체 상태(Dirac Semimetal State) : 전자가 유효질량을 갖는 통상적인 입자와 달리, 유효질량이 없는 상대론적인 입자의 특성을 띠는 특이 상태임. 보통의 반도체 물질에 비해 그래핀이 빠른 전하 이동도를 갖는 것도 바로 이처럼 유효질량이 없는 상태처럼 행동하는 디락 준도체 상태이기 때문이며 그래핀에서 이러한 양자상태를 발견한 공로로 영국 맨체스터 대학의 가임, 노보셀로프 교수는 2010년 노벨 물리학상을 수상했음]
이 달의 과학기술자상은 1997년부터 과학기술자의 사기 진작 및 과학기술 마인드 확산을 위해 우수한 연구개발 성과로 과학기술 발전에 공헌한 연구개발자를 매월 1명씩 선정하여 미래부 장관상과 상금을 수여하고 있다.
