국내 연구진이 미개척 연구분야인 전자화물 소재의 새로운 형태를 보고했다.

29일 한국연구재단에 따르면 윤미나 교수, 김성웅 교수 연구팀이 슈퍼컴퓨터의 이론 계산을 통해 1차원 형태의 전자화물을 발견했다.

전자화물은 전자가 원소의 최외각 궤도에 위치하는 일반적인 물질과 달리, 전자가 원소들 사이의 독립적인 공간에 음이온의 형태로 존재하는 물질을 말한다. 연구진은 기존에 활용되지 않은 이론 중심의 방법론을 통해 입체공간에서 1차원적으로 배열되어 존재하는 새로운 형태의 전자화물을 발견한 것.

연구팀은 방대한 물질 데이터베이스에서 탐색하는 알고리즘과 제1원리 계산을 효과적으로 수행하는 방법을 접목했고, 여기에는 미국 오크리지 국립연구소의 슈퍼컴퓨터가 이용됐다. 실험 중심의 연구를 벗어나, 소재를 먼저 예측할 수 있는 이론적 방법론으로서 접근한 것.

연구재단은 이 새로운 1차원 전자화물은 안뻔한(nontrivial) 전자띠(electronic band) 위상(topology)이라는 새로운 양자상태를 가지고 있어, 물리적으로도 고무적인 발견이라고 해석했다.

김성웅 교수는 “지속적이고 선도적인 연구를 통해 새로운 전자화물 소재를 발굴‧합성하고, 그 물성을 최적화해 전자소재, 자성소재, 화학적 촉매 등으로 응용분야를 확대해 나갈 것”이라고 밝혔다.

한편 이번 연구는 과학기술정보통신부·연구재단 미래소재디스커버리사업 등의 지원으로 수행됐다. 1858년 창간돼 오랜 역사와 권위를 인정받는 미국물리학회지(Physical Review Letters) 1월 8일자 논문으로 게재됐다.