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조길영 '과학기술인상' 선정!과기부 "빛으로 물질의 성질 바꿀 수 있는 '플로케 상태' 지속 성공"

과학기술정보통신부와 한국연구재단은 이달의 과학기술인상 8월 수상자로 포항공과대학교 물리학과 조길영 교수를 선정했다.

이달의 과학기술인상은 우수한 연구개발 성과로 과학기술 발전에 공헌한 연구개발자를 매월 1명씩 선정, 과기정통부 장관상과 상금 1000만원을 수여하는 시상이다.

과기정통부는 "조 교수는 빛을 이용해 고체 물질의 전기적·광학적·양자역학적 특성을 자유자재로 바꿀 수 있는 플로케(Floquet) 상태를 지속적으로 구현하는 데 성공해 양자기술 발전과 신소재 개발의 교두보를 마련한 공로를 인정했다"고 밝혔다.

과학계에서는 열, 압력 등의 방식이 아닌 빛을 물질에 쪼이면 물질 내부의 전자와 빛이 양자역학적으로 결합한 상태인 '플로케 상태'가 될 수 있다는 가설이 있었고, 지난 2013년 처음 관측된 바 있다.

이후 많은 연구자가 플로케 상태 구현에 도전했지만 지금까지 구현된 플로케 상태는 250펨토초(1펨토초는 1000조분의 1초) 수준에 그쳤다.

이에 따라 플로케 상태는 존재 여부만 확인하고, 특성과 활용 연구는 미진했다.

조 교수는 안정적인 플로케 상태를 구현하는 새로운 실험법을 개발하고, 기존 플로케 상태 지속 시간을 25시간 이상 지속하는 데 성공했다.

연구팀은 플로케 상태의 미세한 신호를 측정할 수 있는 초전도-그래핀 소자 기술을 활용, 상대적으로 세기가 약한 마이크로파를 이용해 플로케 상태를 구현해 빛으로 인한 발열 문제를 해결했다.

또 마이크로파의 세기를 조절해 그래핀의 전자 구조를 조작할 수 있음을 확인했다. 관련 연구성과는 2022년 3월 16일 국제 학술지 네이처(Nature)에 게재됐다.

조 교수는 "이번 연구는 세계 최초로 플로케 상태를 반영구적으로 지속 구현하는데 성공했다는 점에 의의가 있다"며 "앞으로 빛의 편광과 주파수 변화에 따른 플로케 상태의 변화를 체계적으로 연구하고, 플로케 연구를 확장해 완전히 새로운 개념의 비평형 양자 상태의 구현 연구를 진행할 계획"이라고 밝혔다.

충청비즈  cbiz0419@naver.com

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