고체표면 위에 놓인 단일 원자의 특성을 정밀하게 관찰할 수 있는 기술 개발과 관련한 기초과학연구원 양자나노과학 연구단 등 공동연구는 사이언스(Science, IF 41.058)에 10월 19일 게재됐다.(자료제공=이화여대)

과학기술정보통신부는 기초과학연구원(IBS) 양자나노과학 연구단 안드레아스 하인리히 단장(이화여대 교수) 연구진이 미국 IBM 알마덴연구소와 공동으로 고체표면 위에 놓인 단일 원자의 특성을 정밀하게 관찰할 수 있는 기술을 개발했다고 19일 밝혔다.
 
 양자컴퓨터, 초소형컴퓨터 등 차세대 정보처리장치 구현을 위해서는 정보를 저장하는 단위를 줄여야 하는 문제점이 있고, 이를 해결할 원자의 핵스핀(스핀: 자성의 기본 단위)은 유력 초소형 메모리 후보지만, 에너지는 매우 약하고 수백만 개 원자핵들의 신호를 한꺼번에 읽어서 특성을 유추할 수밖에 없었다.
  
이번 공동연구는 이러한 제한점을 해결하기 위해 주사터널링현미경(STM)과 전자스핀공명(ESR) 기술을 결합해 에너지분해능(정밀도)을 1만배 높여서, 자기공명영상(MRI)으로 신체 내부를 진단하듯 고체표면 위 원자 한 개의 핵스핀을 측정했다.
 
특히 이번 연구를 통해 단일원자의 핵스핀 측정에 성공해 하나의 원자가 정보를 저장하는 메모리 단위로 쓰일 수 있다는 가능성을 확인했다.
 
안드레아스 하인리히 단장은 “이번 연구는 다수의 원자의 특성을 토대로 쓰인 기존 물리학적 지식을 검증할 수 있는 기술적 토대를 마련했다는 의미가 있다”고 말했다.

이 연구는 사이언스(Science, IF 41.058)에 10월 19일 게재됐다.

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