우주 유령입자 중성미자의 가장 약한 변환 발견/휘어지는 초박막 분자전자소자 제작

한국과학기술단체총연합회(회장 박상대)의 \'올해의 10대 과학기술 뉴스\' 선정위원회(위원장 박원훈)는 3차례의 위원회 심의와 총 3179명의 과학기술인 및 국민 투표 반영 결과, 올해의 최고 과학기술 뉴스를 선정했다고 13일 발표했다.

올해 최고의 과학기술계 뉴스는 KIST(한국과학기술연구원) 뇌과학연구소 기능커넥토믹스 연구단의 \'뇌의 장소정보 습득 비밀을 밝힌 빛을 이용한 뇌지도 영상화 기술\'이 선정됐다. 이밖에 ▲전기자동차 급속 충전의 새로운 가능성을 연 전극소재 원천 기술개발 ▲암세포를 억제하는 핵심 단백질 발견 ▲유령입자 중성미자의 가장 약한 변환 발견 (서울대 물리천문학부, 김수봉 교수) ▲ 휘어지는 초박막 분자전자소자 제작 (서울대 물리천문학부, 이탁희 교수) 등이 주목받은 연구업적으로 인정받았다.

[김수봉교수/ 우주 ‘유령입자’ 중성미자의 가장 약한 변환 발견]
서울대 김수봉 교수와 국내 12개 대학 연구팀은 우주 기본 입자인 ‘중성미자’가 영광 원자로에서 나와 검출기까지 1.4 km를 날아오는 도중에 11.3%(실험오차는 ±2.3%)가 다른 종류로 변하였음을 알아내었다.

중성미자는 우주를 구성하는 기본 입자의 하나로 양성자나 전자보다도 작아 더 이상 쪼갤 수 없는 소립자다. 핵붕괴나 핵융합 시 방출되며 빛의 속도로 움직이고 다른 물질과 거의 반응하지 않아 ‘유령입자’로도 불린다. 세 종류의 중성미자가 있으며 시간에 따라 서로 바뀌는 현상을 1998년 처음으로 알게 되었다.

세 종류의 변환 중 둘은 일찌감치 측정하였으나 마지막 변환은 유독 미약해 오랫동안 측정하지 못한 미지의 영역으로 남아있었다. 외국에 비해 열악한 지원 속에서도 2006년부터 영광 원자력발전소 부근에 부지 확보와 터널 공사를 거쳐 순수 국내 기술로 지하에 중성미자 검출기 2대를 완공하여 마침내 올해 초에 측정한 것이다. 측정 결과는 물리학 분야 최고 권위지 ‘피지컬 리뷰 레터’ 5월호에 게재되었고, 입자의 성질을 총 망라하여 격년으로 발간되는 \'입자편람\'에 한국의 측정값으로서는 처음으로 실리게 되었다.

[이탁희교수 / 휘어지는 초박막 분자전자소자 제작]
매우 얇으면서 반복적으로 극심하게 휘어져도 기능과 성능을 유지하는 분자전자소자가 개발됐다. 서울대 물리천문학부 이탁희 교수, 광주과학기술원 신소재공학과 박성준 박사과정생 등은 두께가 1~2나노미터(㎚)로 매우 얇은 \'자기조립단분자 박막(self-assemnled monolayer)\'을 휘어지는 플라스틱 기판 위에서 전자소자로 제작하는데 성공했다. 이 교수팀이 제작한 전자소자는 매우 심하게 휘는 상황에서도 기능과 성능이 안정적이고, 천회 이상의 반복적인 휨 테스트에서도 고유의 상태를 유지했다.

이탁희 교수는 지난 2009년 단일 분자 한 개가 트랜지스터 소자로 작동될 수 있음을 ‘네이처‘지에 발표하였는데, 이번 연구성과는 이런 분자전자소자가 자유자재로 휘어지는 환경에서도 정상적으로 구동될 수 있음을 검증했다는 의미가 있는 것으로 평가받고 있다. 또한 나노크기의 매우 얇은 단일 분자를 이용, 자유자재로 휘어지는 분자전자소자 개발 가능성을 열었다. 이 연구성과는 \'네이처 나노테크놀로지\' 7월호에 실렸다.