연구단장 소개

연구단장 염한웅

2015년 한국과학상, 2016년 인촌상, 2017년 경암상 수상자로 한국물리학의 새로운 세대를 대표한다.
그는 포스텍에 캠퍼스 연구단을 설립한 뒤, 원자수준의 저차원 신물질 제작, 원자수준의 물성측정 기법 확립, 저차원의 새로운 전자물성 발견 등을 목표로 연구를 시행하고 있다. 일차원전자계의 위상여기를 기반으로 한 위상소자의 새로운 개념으로 솔리토닉스를 주창한다.

연구단 소개

원자수준에서 창조되고 제어된 저차원 전자계에서의 새로운 양자물성연구

• - 원자수준의 신물질 제작기법을 이용한 저차원신물질계 원자선·원자막 제작
• - 저차원물질계와 이종접합계면 조성 및 원자수준의 물성 연구
• - 대칭성, 위상특성, 그리고 전자상호작용의 복합적 작용에 기초한 새로운 저차원전자물성 발견
• - 미래 저차원전자계 기반 전자소자의 개발

주요 연구 활동

트랜지스터의 발명 이후 수십 년간 실리콘 기반의 소자기술은 선폭의 소형화에 치중해 왔으나 최근 소형화의 한계치에 임박해 있습니다. 따라서 미래의 반도체 소자기술은 소형화 한계를 넘어서면서 동시에 전자계의 소자활용에 대한 혁신적인 패러다임을 요구하게 되었습니다. 이러한 시대의 요구에 발맞춰 국제적으로 스핀트로닉스와 같이 전자스핀물성을 응용한 새로운 논리연산 체계를 확립하기 위해 노력하거나, 그래핀, 탄소나노튜브와 같이 실리콘 전자계를 뛰어넘는 월등한 물성을 가지는 저차원 물질을 찾고자 하였습니다. 하지만 현재까지의 결과만으로는 산업화의 길은 멀기만 합니다.

따라서, 미래 반도체 소자 산업의 영속성을 위해서는 기존 실리콘 소자의 패러다임을 뛰어넘을 새로운 물리적 성질을 가지는 저차원전자계를 구현하고 이들의 물리적 성질을 이해하여야 합니다. 이러한 시대적 요구에 부응하기 위해 본 연구단은 전자 혹은 스핀소자로서 사용될 가능성이 높은 새로운 저차원계를 발견하고 이들을 새로운 논리연산 체계에 활용할 물성을 발견하는 선도적인 역할을 하고자 합니다.

특히 이와 같은 물질 및 기초물성 연구를 세계적인 수준에서 수행하기 위하여 본 연구단은 세계 최고 수준의 원자수준 구조 및 전자상태 측정 기술을 자체적으로 개발할 것입니다. 이는 세계 최저 온도에서 작동하는 초고분해능 주사터널현미경과 주사자기힘 현미경, 그리고 세계 최고 효율의 스핀분해광전자분광설비 등 입니다.

이러한 설비들을 활용하여 연구하게될 새로운 저차원물질계는 원자수준에서 성장되고 제어된 원자막, 원자선, 원자막대 및 이들의 배열과 이종접합구조들이 됩니다. 특히 본 연구단에서는 서로 상이한 상호작용을 가지는 원자단위 구조들을 접합하여 그 접합면에서 새로운 저차원전자물성을 창조하는 것을 연구의 주요 목표로 삼고 있습니다.