연구진이 STM을 사용해 실험 중인 시료 표면. IBS 제공
연구진이 STM을 사용해 실험 중인 시료 표면. IBS 제공

[금강일보 심효준 기자] 기초과학연구원(IBS, 원장 노도영)은 양자나노과학 연구단(안드레아스 하인리히 단장)이 주사터널링현미경(STM)을 이용해 표면 위 분자의 전자스핀공명(ESR)을 측정하는데 성공했다고 11일 밝혔다.

전자스핀공명은 병원에서 흔히 접하는 자기공명영상(MRI)과 비슷한 원리로 미지의 분자를 확인하기 위해 쓰이는 기술이다.

이번 연구는 전자스핀공명의 측정 대상을 기존 원자에서 분자로 확대했다는 데 의의가 크다. 분자는 단일 원자 대비 확장성이 매우 크며 화학적인 응용 범위가 무한해 기존 분자의 전자스핀공명을 측정한 연구는 시각화가 어려워 어느 분자를 측정 중인지 알 수 없었기 때문이다.

이번 기술은 분자를 눈으로 직접 보고 제어할 할 수 있어 나노구조물을 원하는 대로 만드는 데 활용할 수 있다.

또한 양자-결맞음 상태, 스핀의 양자 성질 등을 제어할 수 있어 양자 센싱 및 양자 정보 과학 연구에 큰 도움을 줄 것으로 기대되며, 화학적 구조가 알려지지 않은 분자 내부에 스핀을 가지는 원자 혹은 분자를 붙여 그 구조를 파악할 수 있어 물질의 자성연구, 의약학의 분자 구조 연구, 양자 센싱 연구 등에 널리 응용될 수 있다.

수에 장 연구위원은 “이번 연구는 분자들의 자기적인 상호작용을 측정한다는 점에서 의미 있는 기술이다”라며 “분자 기반의 스핀 소자나 양자 소자 개발에 중요한 발판이 될 것이다”라고 말했다.

 

심효준 수습기자 shj@ggilbo.com

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