[연구자 요약] 염한웅 단장은 IBS 원자제어저차원전자계연구단을 이끌며 저차원 전자계의 근본 물성을 규명하고 이를 원자 단위로 정밀하게 제어하는 연구에 매진하고 있습니다. 단 원자층 및 원자 사슬과 같은 인공적인 저차원 구조를 설계하고 구현하여 새로운 양자 현상을 발현시키며, 그 특성을 첨단 분석 기법으로 심층 연구하고 있습니다. 이러한 연구는 응집 물질 물리학의 지평을 넓히고 차세대 전자 소자 및 양자 기술 개발의 초석을 제공하고 있습니다. 특히 스핀트로닉스, 양자 컴퓨팅, 고효율 에너지 소자 등 미래 핵심 기술 발전에 필요한 혁신적인 양자 기능성 소재의 설계 및 구현 가능성을 제시하며 학문적, 산업적 기여를 하고 있습니다.

직책

연구단장

소속 기관

기초과학연구원 (원자제어 저차원 전자계 연구단)

연구실

원자제어저차원전자계연구단

연구 분야

저차원 전자계 원자 제어 및 양자 현상 연구: 본 연구단은 저차원 전자계의 근본적인 물성을 깊이 있게 이해하고, 이를 원자 단위 수준에서 정밀하게 제어하는 선도적인 연구를 수행하고 있습니다. 특히 단 원자층, 원자 사슬과 같은 인공적인 저차원 구조를 설계하고 직접 구현함으로써, 기존에는 관찰하기 어려웠던 새로운 양자 현상들을 발현시키고 그 특성을 심층적으로 탐구합니다. 최첨단 주사 터널링 현미경(STM) 및 분광학(STS)과 같은 정교한 분석 기법을 활용하여 원자 수준에서의 전자 구조와 동역학을 면밀히 분석하며, 이론적 예측과 실험적 검증을 통해 저차원 물질의 새로운 물리적 원리를 확립하고 있습니다. 이러한 기초 연구는 응집 물질 물리학의 지평을 확장하는 데 기여할 뿐만 아니라, 미래 전자 소자 및 양자 기술 개발의 근간이 되는 핵심적인 지식을 제공합니다. 궁극적으로 원자 수준에서의 물질 제어를 통해 양자 현상을 자유자재로 다루는 기술을 확보하여, 과학 기술 발전의 새로운 패러다임을 제시하고 있습니다. 본 연구는 학문적 탐구와 더불어 실제 적용 가능성 탐색의 중요한 교두보 역할을 합니다., 차세대 전자소자 및 양자기능성 소재 개발: 본 연구단은 저차원 전자계에 대한 심도 깊은 이해와 정밀 제어 기술을 바탕으로 차세대 전자 소자 및 혁신적인 양자 기능성 소재 개발에 기여하고 있습니다. 특히 스핀트로닉스, 양자 컴퓨팅, 고효율 에너지 소자 등 미래 핵심 기술 발전에 필수적인 새로운 개념의 양자 기능성 소재를 설계하고 구현하는 가능성을 제시하고 있습니다. 원자 단위로 제어된 저차원 구조에서 발현되는 독특한 양자 현상들을 활용하여, 기존 소자의 한계를 뛰어넘는 초고속, 초저전력 특성을 갖는 신개념 소자 구현을 목표로 합니다. 예를 들어, 스핀의 자유도를 활용하는 스핀트로닉스 소자, 양자 역학적 특성을 이용한 양자 정보 처리 소자, 그리고 에너지 효율을 극대화하는 열전 소자 등에 대한 연구를 활발히 진행하고 있습니다. 이러한 연구는 단순한 학문적 호기심을 넘어, 실제 산업 현장에서 요구하는 고성능, 고효율의 기술 솔루션을 제공하며, 미래 정보 통신 기술 및 에너지 기술 혁신에 중추적인 역할을 수행할 것입니다. 본 연구단의 성과는 차세대 전자 소자 산업의 새로운 성장 동력을 창출하고 국가 경쟁력 강화에 크게 이바지할 것으로 기대됩니다.

키워드

저차원 전자계, 고효율 전자, 원자선, 물성 연구, 나노 물질, 솔리토닉스, 반도체, 현미경 기술, 저전력 기술, 신소재, 물리학 연구, 양자 컴퓨팅, 상전이, 전자 소자, 저차원 전자계 원자 제어 및 양자 현상 연구, 본 연구단은 저차원 전자계의 근본적인 물성을 깊이 있게 이해하고, 이를 원자 단위 수준에서 정밀하게 제어하는 선도적인 연구를 수행하고 있습니다. 특히 단 원자층, 원자 사슬과 같은 인공적인 저차원 구조를 설계하고 직접 구현함으로써, 기존에는 관찰하기 어려웠던 새로운 양자 현상들을 발현시키고 그 특성을 심층적으로 탐구합니다. 최첨단 주사 터널링 현미경(STM) 및 분광학(STS)과 같은 정교한 분석 기법을 활용하여 원자 수준에서의 전자 구조와 동역학을 면밀히 분석하며, 이론적 예측과 실험적 검증을 통해 저차원 물질의 새로운 물리적 원리를 확립하고 있습니다. 이러한 기초 연구는 응집 물질 물리학의 지평을 확장하는 데 기여할 뿐만 아니라, 미래 전자 소자 및 양자 기술 개발의 근간이 되는 핵심적인 지식을 제공합니다. 궁극적으로 원자 수준에서의 물질 제어를 통해 양자 현상을 자유자재로 다루는 기술을 확보하여, 과학 기술 발전의 새로운 패러다임을 제시하고 있습니다. 본 연구는 학문적 탐구와 더불어 실제 적용 가능성 탐색의 중요한 교두보 역할을 합니다., 차세대 전자소자 및 양자기능성 소재 개발, 본 연구단은 저차원 전자계에 대한 심도 깊은 이해와 정밀 제어 기술을 바탕으로 차세대 전자 소자 및 혁신적인 양자 기능성 소재 개발에 기여하고 있습니다. 특히 스핀트로닉스, 고효율 에너지 소자 등 미래 핵심 기술 발전에 필수적인 새로운 개념의 양자 기능성 소재를 설계하고 구현하는 가능성을 제시하고 있습니다. 원자 단위로 제어된 저차원 구조에서 발현되는 독특한 양자 현상들을 활용하여, 기존 소자의 한계를 뛰어넘는 초고속, 초저전력 특성을 갖는 신개념 소자 구현을 목표로 합니다. 예를 들어, 스핀의 자유도를 활용하는 스핀트로닉스 소자, 양자 역학적 특성을 이용한 양자 정보 처리 소자, 그리고 에너지 효율을 극대화하는 열전 소자 등에 대한 연구를 활발히 진행하고 있습니다. 이러한 연구는 단순한 학문적 호기심을 넘어, 실제 산업 현장에서 요구하는 고성능, 고효율의 기술 솔루션을 제공하며, 미래 정보 통신 기술 및 에너지 기술 혁신에 중추적인 역할을 수행할 것입니다. 본 연구단의 성과는 차세대 전자 소자 산업의 새로운 성장 동력을 창출하고 국가 경쟁력 강화에 크게 이바지할 것으로 기대됩니다.