[붙임] 용어설명

1. 그래핀 나노리본 (Graphene nanoribbon)

탄소 원자 단층으로 이루어진 매우 얇은 막인 그래핀은 우수한 전기적 및 기계적 특성으로 인해 꿈의 신소재로 불리고 있다. 현재 세계적으로 그래핀을 얇은 폭(10nm 이하)의 리본 형태로 만들어 반도체 소자로 이용하려는 연구가 널리 진행되고 있다. 이 그래핀 나노리본은 테두리의 모양에 따라 안락의자형(Armchair) 또는 지그재그형(Zigzag)으로 나뉘는데, 이 중 지그재그형 나노리본은 일반 반도체 소재 뿐만 아니라 스핀소재로도 이용이 가능하다는 장점을 가지고 있다.

2. 무기물질 나노와이어 (Inorganic nanowire)

무기물질(금속, 실리콘, 유리 등과 같이 탄소를 포함하지 않는 물질의 총칭)로 만들어진 선(wire) 형태의 물질로 그 크기가 나노미터 영역에 있는 것을 말한다. 기존의 물질과 달리 새롭고 우수한 전기적, 광학적, 화학적 물성을 가지는 경우가 많아 반도체 분야, 생물/의학 분야, 에너지 분야로의 응용이 크게 기대되는 신물질이다.

[붙임] 그림설명

[붙임] 연구 진행의 뒷이야기

연구의 시작은 이원철 박사, 김관표 교수, 박정원 박사가 대학원생 및 연구원 신분으로 미국 버클리대에서 함께 생활하던 2011년으로 거슬러 올라간다. 이 무렵 그래핀 전공의 김관표 교수와 나노파티클 전공의 박정원 박사는 공동연구를 수행하고 있었다. 하루는 두 연구자와 사적으로 친한 이원철 박사가 저녁을 같이 먹으려 공동연구를 진행하던 실험실로 찾아갔었다. 두 연구자는 실험을 진행한 그래핀을 전자현미경으로 관찰하던 중이었는데, 이때 그래핀 위에 세 방향으로 정렬된 선 형태의 무늬가 관찰되었다. 두 연구자는 “가끔 이런 이상한 무늬가 생기는데 어느 조건에서 생기는 건지 무슨 물질인지 전혀 알 수가 없다.” 란 얘기를 이원철 박사와 같이 나눴으나 별다른 결론을 얻지 못했고, 이 현상은 잊혀지게 되었다.

그 이후 세 연구자는 소속을 옮기게 되어 전 세계로 흩어지게 되었다. 나노공정 전공인 이원철 박사는 동경대에서 그래핀을 이용한 나노공정 연구를 하게 되었는데, 실험을 진행하다 보면 그래핀 위에 과거에 두 연구자가 보여줬던 그 무늬가 생기는 일이 종종 발생하였다. 여기에 흥미를 느낀 이원철 박사는 실험 조건을 면밀히 검토하여 이 현상을 재현성 있게 일어나게 하는데 성공하였다. 이후 이원철 박사는 두 연구자에게 연락하여 공동연구를 수행할 것을 제안하여 이 연구가 시작된 것이다.

서로 다른 세 분야의 연구자가 모여 연구를 수행하여 넓은 영역의 연구 진행방법을 사용할 수 있었으나, 발견된 현상이 워낙 새로운 현상이라 분석을 진행하는데 많은 어려움이 있었다. 이에 이론계산 전공의 이훈경 교수와 전자현미경 전공의 정후영 교수를 연구팀에 초빙하여 문제를 해결해 나갈 수 있었다. 즉, 이 연구는 학제적 협력의 좋은 예로 참여 연구자들의 세부 연구분야가 서로 다를 뿐만 아니라, 전공의 큰 분류도 바이오공학, 물리학, 화학, 재료공학, 기계공학으로 매우 넓게 분포되어 있어 학제적 시너지 효과를 크게 일으킨 사례이다.