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민범기 교수, 높은 굴절률의 메타물질 구현
- 세계 최고 권위 『네이처』지 발표, “전자기파나 광파의 경로를 마음대로 제어하는 초소형 광학소자 개발 가능”- 국내 연구진이 자연계에 존재하지 않는 높은 굴절률*을 갖는 메타물질을 이론적으로 검증하고 이를 실험적으로 구현하는데 성공하였다. * 굴절률(index of refraction) : 서로 다른 매질의 경계면을 통과하는 파동이 굴절되는 정도 또는 투명한 매질로 빛이 진행할 때, 빛의 속도(광속) 이 줄어드는 비율 우리학교 민범기 교수(교신저자, 37세), 최무한 박사(제1저자, 39세) 및 이승훈 박사과정생(제1저자, 29세)의 주도 하에, 한국전자통신연구원(ETRI) 강광용 박사팀, KAIST 이용희 교수팀, 서울대 박남규 교수팀이 참여한 이번 연구는 교육과학기술부(장관 이주호)와 한국연구재단(이사장 오세정)이 추진하는 일반연구자지원사업(신진연구)의 지원을 받아 수행되었다. 이번 연구결과는 세계 최고 권위의 과학 전문지인 ‘네이처(Nature)’지 2월 17일자에 게재되었는데, 특히 순수 국내연구진만으로 구성된 연구팀이 단독으로 발표한 이례적인 값진 연구성과로서 그 의미가 매우 크다. 또한 이 논문은 그 주에 발표된 논문 중에서 우수한 연구결과를 해당분야 전문가가 해설하는 ‘뉴스 앤드 뷰즈(News and Views)’에 선정되는 영예를 얻었다. 메타물질이란 기존에 물질의 정의를 완전히 뛰어넘는 혁신적인 개념으로서, 자연계에는 존재하지 않는 물성을 갖도록 고안된 물질의 통칭이다. 원자나 분자로 이루어진 자연계의 물질과는 달리, 메타물질의 단위 인공원자는 파장보다 훨씬 작은 인위적인 구조체로 이루어진다. 이러한 메타물질은 전자기파나 광파에 대한 물질의 물성을 인위적으로 마음대로 조절할 수 있다는 점에서 최근 전 세계 연구자들의 주목을 받고 있다. 일례로 광학투명망토 기술이나 음굴절률의 구현 등이 메타물질의 주된 연구 분야였으나, 이번 연구를 통하여 극한 고굴절률 메타물질이라는 새로운 영역을 개척하였다. 민범기 교수 연구팀은 분극율(分極率)이 매우 크면서도 반자성(反磁性)이 매우 약한 금속이면서 유전체(誘電體)인 메타물질을 독자적으로 설계․제작하여, 인위적인 값으로는 가장 높은 38.6에 달하는 굴절률을 세계 최초로 실증하였다. 이러한 연구결과는 음굴절률 메타물질의 영역을 넘어서 자연계에 존재하지 않는 매우 높은 굴절률(38.6)을 메타물질의 새로운 영역으로 포함시켰다는 점에서 의미가 크다. 민범기 교수는 “이번 연구는 향후 파장이하의 높은 해상도를 지닌 이미징 시스템이나, 전자기파 혹은 광파의 경로를 임의로 제어할 수 있는 전자기파나 광학소자 및 파장이하 규모의 초소형 광학소자를 개발하는데 크게 기여할 수 있을 것으로 기대한다”고 연구의의를 밝혔다.
2011.02.16
조회수 18898
초고체 존재에 대한 새로운 증거 밝혀
- 사이언스 익스프레스 게재, “고체 헬륨이 실제 초고체임을 규명하여 새로운 물질의 존재 증명”- 기체‧액체‧고체를 뛰어넘는 초고체(supersolid) 현상을 처음으로 밝혀낸 KAIST 김은성 교수가 최근 초고체 존재에 대한 논란을 해소하는 새로운 증거를 밝혀내 초고체가 실존한다는 사실을 규명하였다. 김은성 교수(39세, 교신저자)와 최형순 박사(30세, 제1저자)의 주도 하에, 일본 이화학연구소(理化學硏究所, RIKEN) 연구팀이 참여한 이번 연구는 교육과학기술부(장관 이주호)와 한국연구재단(이사장 직무대행 김병국)의 리더연구자지원사업(창의연구)의 지원을 받아 수행되었다. 연구결과는 세계 최고 권위의 과학 전문지인 ‘사이언스(Science)’에 게재 승인을 받고, 특히 연구의 중요성을 인정받아 사이언스의 온라인 판인 ‘사이언스 익스프레스(Science Express)’ 11월 19일자에 게재되었다. 김은성 교수는 2004년 고체 헬륨을 극저온(영하 273도)으로 냉각시키면, 고체임에도 불구하고 그 일부가 별다른 저항 없이 자유롭게 흐르는 독특한 물질 상태(초고체)로 존재한다는 사실을 비틀림 진동자(torsion pendulum)를 이용하여 세계 최초로 규명한 초고체 연구의 선구자이다. 그러나 지난 6월 김 교수가 비틀림 진동자를 통해 관측한 현상을 초고체 현상이 아닌, 온도에 따른 고체 헬륨의 고전적․일반적 물성 변화에 기인한 것이라는 주장이 새롭게 제기됨에 따라, 초고체가 과연 존재하는지 여부가 학계의 초미의 관심사로 떠올랐다. 김은성 교수와 최형순 박사 연구팀은 매우 빠른 속도로 고체 헬륨을 회전시켜 초고체 상태가 파괴되는 현상을 직접 관측함으로써 초고체가 실제로 존재한다는 사실을 밝혀냈다. 초고체가 담겨 있는 용기를 회전시킬 때 초고체는 별다른 저항을 받지 않고 자유롭게 흐르기 때문에 용기를 따라 돌지 않는다. 그러나 매우 빠른 속도로 용기를 회전시키면, 초고체 내부에 양자 소용돌이가 발생하고, 이것은 초고체 현상을 유지하는데 필요한 요소를 제거하여 초고체 현상을 파괴할 것으로 예측된다. 이에 반해 고전적 고체는 회전속도에 민감하게 반응하지 않는다. 특히 이번 연구는 국내연구진의 주도하에 이루어졌고 그 결과가 세계 최고 권위지에 발표된 이례적인 값진 연구 성과로서, 우리나라 기초연구의 우수성을 전 세계에 널리 알렸다는 점에서 그 의미가 매우 크다. 이번 연구는 김은성 교수와 최형순 박사가 지난 2008년부터 땀과 노력으로 꾸준히 일궈온 성과로서, 지금까지 사이언스와 같은 세계 최고 학술지에는 저명한 외국학자와의 공동연구가 아닌, 국내연구팀이 주도적(단독 제1저자, 단독 교신저자)으로 논문을 발표한 사례는 드물다. 김은성 교수는 “이번 연구는 카이스트 연구팀의 초고체 연구에 대한 창의적인 아이디어와 일본 연구팀의 첨단 회전식 희석냉각장치를 접목시켜 시너지 효과를 거둔 결과이다. 특히 군 대체 복무기간을 연장하면서까지 전체 실험을 직접 수행한 최형순 박사가 없었다면 이번 연구는 이루어질 수 없었다”고 밝혔다. 또한 이번 연구는 “단순히 초고체 존재에 대한 논란에 종지부를 찍었다는 점뿐만 아니라, 고체 헬륨이 실제 초고체임을 규명하여 새로운 물질의 존재를 확인함으로써 순수과학에 대한 이해의 폭을 넓혔다는데 큰 의미가 있다”고 연구의의를 밝혔다.
2010.11.19
조회수 15078
신성철 교수 한국물리학회장 선출
우리학교 신성철 석좌교수가 한국물리학회 제24대 회장으로 선출됐다. 2011년 1월 1일 취임하며, 임기는 2년이다. 신 교수는 자성물리학분야의 세계적 학자로 미국물리학회 펠로우(석학회원)이며, 우리대학 부총장을 역임했다. 한국물리학회는 1952년 창립된 국내 최대 학회 중 하나로 현재 회원수가 14000여명에 이른다.
2010.10.22
조회수 10148
남창희·홍순형 교수 대한민국학술원상 수상
우리학교 남창희 물리학과 교수와 홍순형 재료공학과 교수가 대한민국학술원상 수상자로 선정됐다. 대한민국학술원은 지난 9일 정기총회를 열어 제55회 대한민국학술원상 수상자 4명을 선정했다. 그밖에, 자연과학 기초 부문에서는 서울대 김경진(58·신경생물학) 교수가, 자연과학 응용 부문에서는 이대길(58·기계공학) 교수가 수상자로 뽑혔다. 시상식은 9월 17일 학술원에서 열리며, 수상자는 각각 상금 5000만원을 받는다.
2010.07.12
조회수 7223
30여년 근속 한덕우 선생 정년퇴임식 가져
우리학교에서 30여년을 근무한 한덕우 선생(물리학과 실험실습 담당)을 위한 퇴임식 행사가 6월 28일 오후 3시 창의학습관 터만홀에서 열렸다. 100여명의 교직원이 참석한 가운데 열린 행사에 참석한 장순흥 교학부총장은 지난 30여년간 학교발전을 위해 노력한 한덕우 선생의 업적을 소개하며 격려의 축사를 했다. 또한 KAIST 교직원 합창단은 독일민요 ‘축복의 날’을 합창하며 퇴임식을 빛냈다. 한덕우 선생은 퇴임사에서 “미력이나마 KAIST 발전에 동참했다는 긍지로 이 자리를 떠난다”고 밝히면서, “서울 홍릉 한국과학원부터 시작해서 대전 카이스트로 생활이 마무리되는 기나긴 세월에 아쉬움을 뒤로 하고 좋은 기억만 간직한 채 새로운 생활을 시작하겠다”고 소회를 밝혔다. 한편 이날 함께 정년퇴임식을 맞이한 조규섭 책임행정원(정보기술아카데미 소속)은 개인사정으로 불참했다. 다음은 한덕우 선생의 고별사 안녕하십니까? 물리학과에 근무한 한덕우입니다. 이제 ‘근무한’이라고 표현을 과거형으로 해야 되겠군요. 저의 정년자리에 참석해주신 KAIST 여러분들에게 감사의 인사를 드립니다. 아울러 이 자리를 만들어주신 여러분에게 감사의 인사를 드립니다. 저는 2010년 6월 30일부로 정들었던 KAIST에서 정년퇴직을 하게 되었습니다.1977년 7월, 지난 달 돌아가신 물리학과 이상수 교수님과의 우연한 인연으로 정직원이 아닌 프로젝트 직원으로 채용되어 오늘 정년을 맞는 너무나 큰 행복을 누리게 되었습니다. 1979년 촉탁직 임용과 1980년 시험을 거쳐 정규직부터 만 31년을 유일하게 물리학과에서만 근무했습니다. 다른 직원과는 다르게 물리학과 한 곳에서만 임용부터 정년을 맞이한 것은 저만의 커다란 자랑이고 행운이고 복이었습니다. 그동안 부족한 능력이나마 정년퇴직까지 직장생활을 마무리할 수 있었던 것은 주위의 따뜻한 정을 가진 직원분들과 특히 물리학과 교수님들의 넓으신 배려와 도움이 컸습니다. 서울에서 이사한 지 20년이 넘은 동안 낯선 대전이 제 2의 고향이 되었습니다. 그동안 학부생 중에 가장 어린 1학년 학생들에게 기초실험과목 훈련을 습득시키는 실험담당 직원으로 힘든 때도 있었지만, 많은 학생들이 수업에 도움을 주었던 직원으로 기억하는 것으로, 남다른 보람과 자부심을 느끼면서, 미력이나마 KAIST 발전에 동참했다는 긍지로 이 자리를 떠나갑니다. 서울 홍릉 한국과학원부터 시작해서 대전 카이스트의 생활로 마무리되는 기나긴 세월에 아쉬움을 뒤로 하고 좋은 기억만 간직한 채 새로운 생활을 시작할 겁니다. 이곳에 자리해주신 모든 분들게 서운한 기억보다는 성실했고 좋은 만남이었던 직원으로 기억되었으면 하는 게 저의 바램입니다. 그동안 제 곁에서 묵묵히 긴 세월을 저를 믿고 응원해준 사랑하는 아내에게도 감사드립니다. 사랑하는 동료직원 여러분, 그리고 존경하는 KAIST 교수님들, 그동안 고마웠습니다. KAIST의 무궁한 발전을 기원합니다. 감사합니다.
2010.06.28
조회수 13089
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
조회수 16448
윤태영 교수팀, 생체막 단백질 기능 첫 규명
우리대학 윤태영 물리학과 교수 주도하에 생체막 단백질인 시냅토태그민1(Synaptotagmin1)이 신경세포 통신을 능동적으로 제어한다는 사실을 세계 최초로 규명하였다. 시냅토태그민1은 신경전달물질 분출을 조절하는 양대 핵심 단백질로서, 지금까지 학계는 단순히 칼슘 이온이 유입되면 시냅토태크민1이 신경전달물질을 분출하는 것으로 추정해 왔지만, 명확히 그 기능을 밝혀내지 못했다. △카이스트 윤태영 물리학과 교수, △이한기 박사 △신연균 교수(포항공대, 아이오와주립대) △권대혁 교수(성균관대) △현창봉 교수 (고등과학원) 등이 참여한 이번 연구는 교육과학기술부(장관 안병만)와 한국연구재단(이사장 박찬모)이 추진하는 ‘기초연구실육성사업(BRL)"과 ‘세계 수준의 연구중심대학(WCU)육성사업’의 지원을 받아 수행되었고, 연구결과는 세계 최고 권위의 과학저널인 ‘사이언스(Science)’誌 5월 7일자에 게재된다. 이번 연구결과는 젊은 국내 토종박사들이 주축이 되어 불굴의 도전정신으로 일궈낸 값진 연구성과이다. 총 9명으로 구성된 연구팀에서 8명이 국내 연구자들로, 이중 7명이 만 40세를 넘지 않은 신진 연구자이다. 특히 연구를 주도한 윤태영 교수는 만 34세로 2004년 서울대에서, 이한기 박사는 만 33세로 명지대에서, 권대혁 교수는 만 38세로 서울대에서 박사학위를 받은 토종박사들이다. 또한 이번 연구성과는 정부의 대표적인 연구지원사업(BRL)과 인력 양성사업(WCU)의 지원을 받아 시너지 효과를 발휘하여, 세계 최고의 과학저널에 발표했다는 점에서 의의가 있다. [그림1. 신경전달물질 분출에 있어서 시냅토태그민1의 동적제어 스위치 모델] 윤태영 교수 연구팀은 시냅토태그민1이 신경세포 통신의 강약을 자유자재로 제어하는 스위치 역할을 한다는 새로운 사실을 밝혀냈다. 연구팀은 신경세포 내에 적정농도(10μmol/L, 1리터당 10마이크로 몰)의 칼슘 이온이 유입되면 시냅토태그민1은 신경전달물질을 빠르게 분출하지만, 적정농도 이상의 칼슘이 유입되면 오히려 그 기능이 감소된다는 사실을 최초로 확인하였다. 이것은 시냅토태그민1이 신경세포에서 나오는 칼슘 농도에 따라 다양하게 반응한다는 사실을 의미하는 것으로, 시냅토태그민1이 신경세포 통신의 강약을 자유자재로 제어할 수 있다는 사실을 새롭게 규명한 것이다. 윤태영 교수팀의 이번 연구는 지난 10년간 학계의 풀리지 않은 수수께끼인 시냅토태그민1의 기능에 대한 명쾌한 해답을 제시하였다. 이번 연구는 낮은 농도의 칼슘에서 시냅토태그민1이 가장 활발히 활동한다는 사실을 최초로 발견하여, 기존 연구가 밝히지 못한 시냅토태그민1의 기능을 정확히 설명하였다. 특히 연구팀은 시냅토태그민1을 생체막으로부터 분리하면, 제어 스위치 기능이 상실된다는 사실도 확인하여, 시냅토태그민1의 생체막 부착 여부가 그 기능에 핵심인 것을 밝혀냈다. 또한 윤 교수팀은 차세대 신약개발의 주요 타깃인 생체막 단백질의 기능을 분자수준에서 관찰할 수 있는 신기술을 개발하는데 성공하였다. 생체막 단백질은 물질 수송 등 세포내 필수적인 역할을 하는데, 암, 당뇨, 비만 등 각종 질병과 밀접하게 관련되어 있어, 차세대 신약개발 표적 단백질의 최대 70%를 차지하는 것으로 알려져 있다. 연구팀은 ‘단소포체 형광 기법(single-vesicle fluorescence detection)’을 개발하는데 성공하여, 생체막 단백질의 기능을 단분자 혹은 수개 분자 수준에서 관찰할 수 있는 세계 최고 수준의 기술을 보유하게 되었다. [그림2. 단소포체 형광기법] 윤 교수는 “이번 연구결과는 지난 10년간 학계가 밝혀내지 못한 시냅토태그민1의 기능을 명쾌히 밝혀내고, 복잡한 생체막 단백질의 기능을 분자수준에서 관찰할 수 있는 신기술을 개발한 것이다. 이번 연구로 생체막 단백질을 활용하여, 암, 당뇨, 비만 등 현대인의 질병에 대한 신약을 개발할 수 있는 가능성을 열었다“라고 연구 의의를 밝혔다.
2010.05.07
조회수 22525
정하웅 물리학과 교수, ‘이달의 과학기술자상’ 수상
- 복잡계 네트워크 과학 분야 개척 및 응용 연구에 기여한 공로 - 교육과학기술부(장관 안병만)와 한국연구재단(이사장 박찬모)은 복잡계 네트워크 과학이라는 분야를 개척하고 활발한 학제간 융합연구를 통해 다양한 학문분야에서 독창적인 연구결과를선보인 정하웅 물리학과 교수(鄭夏雄, 43세)를 ‘이달의 과학기술자상’ 5월 수상자로 선정했다. 정 교수는 통계물리학을 이용하여 최근 집중적인 관심을 끌고 있는 “복잡계(Complex Systems)"라는 대상을 ‘네트워크’라는 개념을 이용하여 이해하는 새로운 시도를 통해 여러 학문 분야를 아우르는 융·복합연구를 성공적으로 이끌며 복잡계 네트워크 과학의 국제적 전문가로 평가받고 있다. 정 교수는 2003년부터 교육과학기술부와 한국연구재단의 선도기초과학연구실(ABRL), 중견연구자지원사업(도약연구) 등의 지원을 받아 『복잡계 네트워크의 구조와 동역학』에 관한 연구를 꾸준히 수행하였으며, 2008년부터는 복잡계 네트워크 과학을 활용한 미래 인터넷 모델링 연구를 수행하고 있다. 특히, 정 교수는 2008년 ‘도로교통망에서 개별 운전자들의 합리적인 행동이 교통체증이라는 사회적인 비용을 발생시킨다’는 사실을 네트워크 이론을 통해 계산하고, ‘무계획적인 도로확장이나 도로건설이 교통흐름에 오히려 해가 될 수도 있음’을 정량적으로 증명해 물리학을 비롯한 다양한 분야의 주목을 받았다. 본 연구결과는 연구 주제와 방법의 창의성과 다양한 응용가능성 때문에 물리학 분야 최고 권위지인 ‘피지컬 리뷰 레터스(Physical Review Letters)에 발표되었을 뿐만 아니라 경제학 분야 최고 잡지인 ’이코노미스트(The Economist)‘에서도 주목할 만한 과학기술분야 논문으로 선정되는 등 다양한 국내외 언론의 주목을 받으며 커다란 관심을 끌었다. 또한, 시스템 생물학 분야의 세포 내 신진대사망의 강건성(robustness)이라는 현상을 가상세포 시뮬레이션을 이용하여 이론적으로 예측하였으며, 그 결과를 실험팀과의 공동 연구를 통해 증명하여 2007년 미국국립과학원회보(PNAS)에 게재하였다. 이 연구는 네트워크 과학의 연구기법을 이용하여 세계에서 처음으로 필수대사물질의 체계적인 발굴을 통해 생명활동의 강건성 문제를 탐구하고, 나아가 신약 개발의 가능성을 열었다는 점에서 높이 평가받고 있다. 정 교수는 복잡계 및 통계물리 연구 분야에서 네이쳐 5편, 미국국립과학원회보(PNAS) 4편, 피지컬 리뷰 레터스(Physical Review Letters) 7편의 우수논문을 비롯한 총 피인용 횟수가 8,000번이 넘는 80여편의 논문을 발표하였으며, 생물학, 사회학, 화학공학 등 다양한 분야의 국제학회에서 기조/초청강연을 하는 등 복잡계 네트워크 과학 분야의 국제적인 전문가로 인정받고 있다. 또한 “KAIST 우수강의대상”을 수상하는 등 교육에서도 남다른 재능을 보이며 과학기술 엠배서더 활동 등 활발한 대중강연을 통해 물리학의 저변확대에도 힘쓰고 있다. 정 교수는 “이번 수상은 본인과 함께 열심히 연구해 준 복잡계 및 통계물리 연구실 대학원생들의 몫이며, 앞으로도 다양한 학제간 융복합 연구를 통해 더욱 창의적이고 탁월한 연구성과를 이루어 국가 기초과학 발전에 이바지하겠다.”라고 수상 소감을 밝혔다.
2010.05.06
조회수 15129
김은성 교수팀, 초고체 헬륨에서 숨겨진 상(Hidden Phase) 존재 규명
- 초고체 헬륨에서 나타나는 이력현상과 동적 분산현상의 설명이 가능해져 - 세계적 권위지인‘Nature Physics’4월 5일자 온라인 게재 우리는 평소에 고체, 액체, 기체라는 세가지 대표적인 물질상태에 대해 배운다. 하지만 지난 100년간 물리학자들은 수많은 노력으로 그 외에서 초전도체, 초유체 등 많은 새로운 상태가 있다는 것을 밝혀냈고 이런 발견들은 종종 노벨상으로 이어지기도 했다. 2004년에는 -273℃(200 mK)의 극저온으로 가면 일부 고체 헬륨의 점성이 완전히 사라진다는 놀라운 사실이 발견되었고 이 새로운 상태는 초고체라 불린다. KAIST 물리학과 김은성 교수(39)는 이 초고체 상태를 세계 최초로 보고한 장본인이다. 하지만 왜 초고체가 생기는지 그 근본원인은 아직 베일에 싸여있었다. 최근 김은성 교수와 최형순 박사(30)팀은 교육과학기술부 창의적 연구진흥사업의 지원을 받아 비틀림진동자라는 초정밀 분석장치를 이용해 초고체 상태에 숨겨진 상(像)의 발견에 성공했다. 초고체가 진동의존성과 온도의존성을 보인다는 사실은 김 교수 자신에 의해 이미 밝혀져 있었다. 이번 연구에서는 초고체를 특정 온도에서 약하게 진동시키다가 갑자기 강하게 진동시킬 때 나오는 반응으로 초고체의 동역학을 실시간으로 분석했다. 이 때 김교수팀은 시간에 따른 초고체의 반응이 온도에 따라 크게 달라진다는 사실을 알아냈다. 더불어 연구팀은 진동 세기를 변화시켰을 때 바뀌기 이전 상태의 특성이 어느 정도 지속되는 이력 현상을 발견했다. 이는 초고체 상태에도 여러 단계의 서로 다른 안정한 상태가 존재한다는 것을 뜻한다. 이번 연구결과는 4월 5일 세계적 학술지인 ‘네이처 피직스(Nature Physics)’ 온라인판에 게재됐다. 김 교수는 “이번 연구결과로 21세기 순수물리의 최대 발견 중 하나로 꼽히는 초고체 상태에 대한 이해를 넓혀 초고체 연구분야에서 세계를 주도하는 위치에 서게 됐다”고 의미를 부여했다. ○ 용어해설 : 초유체는 2.17 K에서 액체 헬륨의 점성이 완전히 사라지는 상태를 말함. 초전도체는 저항 없이 전기가 흐를 수 있는 물질임. <김은성 교수> KAIST 물리학과 김은성 교수는 ‘초고체’ 현상 이라는 새로운 물질상태를 세계최초로 발견해 이 연구 분야를 개척하였고 이 결과를 인정받아 2008년에는 Lee Osheroff Richardson상을 수상하였다. 현재 교육과학기술부 창의적 연구진흥 사업의 지원을 받아 초고체 현상 규명에 대한 연구에 매진하고 있다. (042-350-2547,eunseong@kaist.edu)
2010.04.05
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한국과학상에 이용희교수, 젊은 과학자상에 조광현, 김상욱, 조계춘교수
한국의 과학기술을 이끄는 힘! KAIST! 우리학교 물리학과 이용희 교수가 "한국과학상"을 바이오및 뇌공학과 조광현, 신소재공학과 김상욱, 건설및환경공학과 조계춘교수가 "젊은 과학자상"을 수상했다. 물리학분야 한국과학상 수상자인 이용희 교수는 최근 각광 받고 있는 광결정 물리광학 분야의 세계적인 과학자 중 하나로, 물리적으로 가장 작은 공진기에 근접하는 레이저 모습을 순수 국내 기술과 연구력을 동원하여 세계 최초로 실험적으로 규명하였다는 점을 인정받아 수상의 영예를 안았다. 젊은 과학자상 수상자 4명중 3명이 KAIST 교수로 눈길을 모은다. 조광현 교수는 복잡한 생명시스템에 대한 전기전자공학적 모델링 및 컴퓨터 시뮬레이션 분석 핵심원천기술 개발 등을 통해 독창적인 시스템생물학 분야를 개척한 연구업적을 인정받아 선정되었다. 김상욱 교수는 연성소재의 자발적인 분자 조립현상을 이용한 대면적 나노패턴공정을 확립한 연구업적을 인정받아 선정되었다. 조계춘 교수는 터널 안정성 확보에 핵심적 역할을 수행하는 지지보강재 숏크리트의 상태평가기법 등 신공간 창출과 관련된 터널 및 지하공간 구축 기술을 개발한 연구업적을 인정받았다. 제12회 한국과학상 수상자에게는 대통령상과 상금 5천만원이 지급되며, 제13회 젊은과학자상 수상자에게는 대통령상과 연구장려금이 매년 2천4백만원씩 5년간 지원된다. 한편, ‘한국과학상’은 1987년부터 한국공학상과 함께 우수한 연구개발 성과로 우리나라 과학기술 발전에 크게 기여한 과학자를 적극 발굴․포상하여, 과학자의 사기진작과 뛰어난 성과를 창출할 수 있는 연구 환경을 조성하고자 제정된 상이다. 현재까지 수학분야 9명, 물리학분야 12명, 화학분야 13명, 생명과학분야 11명 등 총 45명의 수상자가 선정되었다. ‘젊은과학자상’은 지난 1997년부터 만 40세 미만의 젊은과학자를 발굴․포상함으로써 연구개발에 대한 사기를 진작시키고 21세기 국가과학기술의 중추적인 역할을 담당할 주역을 양성하기 위한 상이다. 자연과학분야와 공학분야에서 각각 4명씩 격년제로 선정되어, 올해 수상자를 포함해 현재까지 50명의 수상자가 선정되었다. 제12회 한국과학상과 제13회 젊은과학자상 시상식은 안병만 교육과학기술부 장관과 박찬모 한국연구재단 이사장, 정길생 한국과학기술한림원장, 한국과학상과 젊은과학자상 수상자 및 관계자 120여명이 참석한 가운데 지난 3월 17일(수) 서울 그랜드힐튼호텔에서 동시에 개최됐다.
2010.03.21
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오준호, 강석중 교수, KAIST특훈교수로 임명!
우리학교는 KAIST 최고의 영예를 갖게 되는 특훈교수(Distinguished Professor)에 기계공학과 오준호(56세, 좌측사진) 교수, 신소재공학과 강석중(60세) 교수 등 2명을 지난 3월 1일 추가로 임명했다. 이로써 우리학교는 2007년 3명, 2008년 2명, 2010년 2명 등 총 7명을 특훈교수로 임명하게 됐다. 오 교수는 2004년 12월에 한국 최초의 휴머노이드 로봇인 ‘휴보(HUBO)‘를 개발했다. 적은 연구비로 3년이라는 단기간에 휴보를 개발해 국민에게 자부심과 긍지를 심어줬다. 2009년 10월에는 휴보의 성능개선작업을 통해 달리는 휴보를 탄생시켜 한국을 로봇강국으로 이끌고 있다. 또한 휴보(Hubo)를 미국 휴머노이드 로봇연구의 플랫폼으로 제공하는 성과를 거뒀다.이러한 그의 연구 성과는 국.내외 각종 언론 및 다큐멘터리 프로그램에 소개됐다. 이외에도 초정밀 가속도계 기술을 국산화 했고, 모바일하버 개발에 참여해 탁월한 연구개발 성과를 냈다.이러한 공로를 인정받아 2005년에는 ‘올해의 KAIST인 상’, 2010년에는 ‘KAIST 연구대상’을 수상했고, 지난해 12월에는 로봇산업 발전에 기여한 공로를 인정받아 ‘대통령상’을 수상했다. 강 교수는 소결(Sintering) 및 다결정체 입자성장과 관련된 연구분야의 세계적인 권위자다. 특히 비정상 입자성장과 액상소결에 대한 이론적 성과는 매우 독창적이며, 현재까지 의문시 되어왔던 문제점을 해결하여 많은 논문이나 교과서에서 인용되고 있다. 또한 그의 소결이론은 금속, 세라믹 신소재 부품제조과정에서 나타나는 소결현상을 해석할 수 있는 기초지식을 제공해 산업발전에도 크게 기여하고 있다. 이러한 연구결과는 권위 있는 재료공학 분야 학술지에 게재되었으며, 10회의 기조, 주제강연(Plenary and Keynote Lecture)과 100여회의 초청강연으로 발표되는 등 그 연구의 우수성을 세계적으로 인정받고 있다. 강 교수는 이러한 학문적 성과를 인정받아 2007년에는 (재)인촌기념회에서 수여하는 ‘제21회 인촌상’을 수상한 바 있다. KAIST 특훈교수는 세계적 수준의 연구업적과 교육성과를 이룬 교수 중에서 선발되는 KAIST 최고의 명예로운 직이다. 특별인센티브가 지급되며, 정년 이후에도 비전임직으로 계속 근무할 수 있다.특훈교수는 총장, 부총장, 단과대학장, 학과장의 추천을 받은 후, 국내외 전문가의 평가를 거쳐 임명하며, 교수 총 정원의 3%내에서 선발할 수 있도록 되어 있다.이 제도는 2007년 3월 처음으로 시행됐으며, 첫 특훈교수로 전기전자공학과 김충기 교수, 생명화학공학과 이상엽 교수, 물리학과 장기주 교수 등 3명이 선정됐고, 2008년 5월에는 화학과 유룡 교수, 전산학과 황규영 교수 등 2명이 임명된바 있다. KAIST는 특훈교수제 등의 새로운 제도를 적극 활용하여 발전 가능성이 높은 연구분야의 우수 교수를 집중 유치, 세계 최고 수준의 교수진을 구축하고 있다. <용어설명> ○ 소결(Sintering)소결은 금속이나 세라믹 분말부터 성형체를 만든 후 열에너지를 가해줌으로서 부품 소재를 만드는 데 이용되는 공정을 일컫는다. 소결은 선사시대 토기를 만들 때부터 사용해 온 기술로서, 최근에는 분말야금 소재, 세라믹 소재를 제조하는 데에 활용된다. 많은 자동차용 부품, 전자부품(다층세라믹 콘덴서 등), 기계부품 등이 소결 제품이다. ○ 다결정체 우리가 사용하는 대부분의 금속, 세라믹 벌크소재는 작은 단결정들(nm~mm 크기)의 집합체인 다결정체이다. 다결정체를 가공하거나 열처리 하는 중에는 결정체의 평균입자 크기가 증가하는 입자성장이 일어나며 입자성장 양상에 따라 다결정체의 조직이 변화하고 물리적 성질도 변화한다.
2010.03.04
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장기주 교수, 불순물도핑없는 반도체나노선 양전하 생성원인규명
물리학과 장기주(張基柱, 56) 교수팀이 게르마늄-실리콘 나노선에서 불순물 도핑 없이도 양전하가 생성되는 원인을 최근 규명했다. 이 연구는 KAIST 박지상, 류병기 연구원, 연세대 문창연 박사와 함께 나노미터(nm=10억분의 1m)단위의 직경을 가진 코어-쉘(core-shell) 구조의 게르마늄-실리콘 나노선의 전기전도 특성을 조사해 이뤄졌다. 이번 연구결과는 나노과학기술 분야 최고 권위지인 ‘나노 레터스(Nano Letters)" 온라인판에 게르마늄-실리콘 코어-쉘 나노선의 양전하 정공 가스를 일으키는 결함(Defects Responsible for the Hole Gas in Ge/Si Core−Shell Nanowires)라는 제목으로 지난 17일 게재됐다. 반도체 기술이 소형화의 한계에 직면하면서 탄소나노튜브, 그래핀(graphene), 반도체 나노선 등 나노 소재를 이용한 새로운 반도체 소자 연구가 널리 수행되고 있다. 특히 실리콘 및 게르마늄 나노선은 기존 반도체 기술과 접목이 가능하기 때문에 큰 기대를 모으고 있다. 반도체 나노선의 소자 응용은 불순물을 첨가하여 양전하 혹은 음전하를 띤 정공(hole)이나 전자 운반자를 만들어 전류가 흐를 수 있게 해야 한다. 그러나 나노선의 직경이 작아져 나노미터 수준이 되면 불순물 첨가가 어려워 전기전도의 조절이 매우 어려워진다. 이에 반해 게르마늄 나노선을 얇은 실리콘 껍질로 둘러싼 코어-쉘(core-shell) 구조를 갖는 나노선을 만들면 불순물을 도핑하지 않아도 게르마늄 코어에 정공이 만들어지고 전하 이동도는 크게 증가한다. 연구진은 제일원리 전자구조 계산을 통해 게르마늄 코어와 실리콘 쉘의 밴드구조가 어긋나 있고, 이러한 이유로 게르마늄 코어의 전자가 실리콘 쉘에 있는 표면 결함으로 전하 이동이 가능하여 코어에 양공이 생성됨을 최초로 규명했다. 또한 반도체 나노선을 만드는 과정에서 촉매로 쓰이는 금(Au) 원자들이 실리콘 쉘에 남아 게르마늄 코어의 전자를 빼앗는다는 사실도 처음 밝혔다. 張 교수는 “이번 연구 결과는 그동안 수수께끼로 남아있던 게르마늄-실리콘 나노선의 양전하 생성 원인과 산란과정을 거치지 않는 정공의 높은 전하 이동도에 대한 이론적 모델을 확립하고, 이를 토대로 불순물 도핑 없는 나노선의 소자 응용과 개발에 크게 기여할 것으로 기대된다.” 고 말했다. * 용어설명○ 제일원리 전자구조 계산 : 실험 데이터 없이 순전히 양자이론에 기초하여 물질의 전자구조와 물성을 기술하는 최고급(state-of-the-art) 전자구조 계산방법. (그림1) 실리콘 나노선 및 게르마늄-실리콘 코어-쉘 나노선의 원자구조. (그림2) 게르마늄-실리콘 코어-쉘 나노선의 전자의 상태밀도 분포.
2009.12.30
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