김창영 교수
[대전=일요신문] 육심무 기자 =과학기술정보통신부와 한국연구재단은 이달의 과학기술인상 12월 수상자로 전자 간 상호작용이 강한 강상관계 물질의 특이 현상과 그 원리를 규명하여 고체물리학 발전에 기여한 서울대학교 물리천문학부 김창영 교수를 선정했다고 밝혔다.
고체물리학은 전자의 속성을 밝히며 현대 전자시대의 문을 열었으나 기존의 일반적 이론으로는 강상관계 물질이 보이는 고온 초전도 현상 등 독특한 성질의 원리와 구조를 설명할 수 없었다.
김창영 교수는 전자가 가진 자기적 성질의 스핀과 전기적 성질의 전하가 분리될 수 있다는 예측 이론으로, 1960년대 예측됐지만 실험으로 검증되지 못했던 전자의 스핀-전하 분리 이론 입증과 고온 초전도 현상 통합이론의 기틀 마련, 전기장이 있을 때 비자성체 전자 스핀의 상태가 변하는 라쉬바 현상의 원리 규명 등 강상관계 물질 연구의 오랜 난제를 해결하여 고체물리학의 진보를 이끌었다.
김창영 교수가 입증․규명한 이론은 강상관계 물질 분야 연구에 꾸준하게 몰입하고 창의적인 실험방법을 활용하여 이루어낸 성과이기에 의미가 크다.
도핑 양에 따른 철 기반 고온 초전도체 Ba(Fe,Co)2As2의 상태도. “bulk doping”이라는 파란 선이 원래의 이론에서 예측하고, 이전의 실험에서도 측정된 것이었다. 붉은 선(“surface doping”)이 새로운 실험 기법을 이용하여, 기존의 이론과 다른 높은 전이 온도를 얻은 그래프다.
김창영 교수는 구리산화물(SrCuO2)에 관한 20여년의 연구와 광전자 분석 방법을 활용한 독창적인 실험을 통해 스핀과 전하의 분리 현상을 세계 최초로 관측․입증하는 쾌거를 이루었다.
또한 지속적인 초전도체 연구를 통해 고온 초전도 현상의 통합이론 개발을 위한 단초를 마련하였으며, 저렴하고 다루기 쉬운 철 기반 초전도체의 상용화 가능성을 높였다.
김창영 교수는 위상절연체 표면 연구를 통해 지난 30여년간 밝히지 못했던 라쉬바 현상의 근본 원리와 이를 설명할 수 있는 새로운 이론과 방정식을 찾아냈으며, 이는 최근 새로운 저장매체로 각광받는 자성메모리 소자 개발에 널리 활용될 것으로 기대된다.
김창영 교수는 “이 연구는 강상관계 물질의 이해를 한 단계 높인 것”이라며 “고온 초전도체의 다양한 후속 연구개발을 활성화하고, 스핀 소자 개발 등에 활용될 수 있을 것”이라고 설명했다.
‘이달의 과학기술인상’은 우수한 연구개발 성과로 과학기술 발전에 공헌한 연구개발자를 매월 1명씩 선정하여 과기정통부 장관상과 상금 1천만원을 수여하는 시상이다.
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