8월 '이달의 과학기술인상'에 정명화 서강대 교수

세계 최초로 '양자역학적 스핀 펌핑 현상' 입증

과학기술정보통신부와 한국연구재단(이사장 홍원화)은 ‘이달의 과학기술인상’ 8월 수상자로 서강대학교 물리학과 정명화 교수를 선정했다고 6일 밝혔다. 정명화 교수는 '양자역학적 스핀 펌핑 현상'을 세계 최초로 입증했다.

정명화 교수의 연구는 차세대 스핀트로닉스(Spintronics) 기술의 상용화 가능성을 확장하며 저전력 고효율 양자소자 및 스핀 기반 반도체 기술의 패러다임 전환을 견인할 핵심 성과로 평가받는다.

기존 전자기기들은 전자의 이동에 따른 발열과 에너지 손실 문제가 존재해 왔다. 이를 해결하기 위해 전자의 회전을 활용한 '스핀 전류'와 이를 생성하는 '스핀 펌핑' 기술이 주목받고 있다.

하지만 기존의 고전역학적 스핀 펌핑은 회전축의 세차운동을 기반으로 하기에 에너지 손실이 발행하고 제어에도 한계가 있었다.

정명화 교수는 스핀의 '방향'이 아닌 '크기' 변화를 이용해 스핀 전류를 생성하는 새로운 방식의 '양자 스핀 펌핑' 개념을 제시했다. 이 방식은 기존보다 10배 이상 큰 스핀 전류를 생성할 수 있을 것으로 예측됐다.

정명화 교수 연구팀은 이를 실험적으로 검증하기 위해 '철(Fe)-로듐(Rh)' 자성 박막을 설계·제작해 양자역학적 방식으로 기존보다 10배 이상 강한 스핀 전류 생성에 성공했다.

특히 이 현상을 극저온이 아닌 상온에서 구현함으로써 실제 소자 기술로의 적용 가능성을 대폭 높였다. 해당 연구결과는 올해 1월 국제학술지 '네이처(Nature)'에 게재되며 학계의 이목을 집중시켰다.

정명화 교수는 "이번 성과는 에너지 효율 높은 차세대 저전력 소자 개발에 기반을 마련한 것"이라며 "기초연구는 정답이 없는 길을 스스로 개척하는 여정인 만큼 실패를 두려워하지 말고 끊임없이 도전하는 자세가 중요하다"고 강조했다.

'이달의 과학기술인상'은 최근 3년 이내 우수한 연구성과로 과학기술 발전에 크게 기여한 연구자에게 매월 과기정통부 장관상과 상금 1000만원을 수여한다. 기금은 과학기술진흥기금 및 복권기금을 통해 운영된다.