[헤럴드경제=장연주 기자] 연세대학교는 반데르발스물질연구센터가 세계적인 연구성과를 잇따라 내며 꿈의 신소재 개발을 향해 박차를 가하고 있다.

연세대 물리학과 임성일 교수가 이끄는 이 연구센터는 2차원 반도체 이황화 몰리브덴과 흑린에서 새로운 물성을 발견한 데 이어 비틀린 두겹층 그래핀(twisted graphene stack)으로 신비로운 준결정(quasi crystal) 상태를 만들기도 했다. 2차원 반도체의 접촉 저항(contact resistance) 문제를 해결하고자 했고, P형·N형 반도체의 접합(PN junction)을 이용해 새로운 차원의 전자소자·광전소자(electronic and optoelectronic devices)를 구현했다.

이 같은 연구성과는 사이언스, 네이쳐 머티리얼스, 네이쳐 커뮤니케이션스, 어드밴스드 머티리얼스와 같은 국제학술지에 연달아 게재됐다.

2차원 소재의 중요한 특징은 서로 다른 소재들을 약한 반데르발스 힘으로 결합시킬 수 있다는 것이다. 임교수의 연구센터 이름이 ‘반데르발스물질연구센터’(Van der Waals Materials Research Center)인 이유다.

2차원 소재를 마치 레고 블록과 같이 다양하게 조합해 결합시키면 새로운 복합 2차원소재(2D hybrid materials)를 만들 수 있다. 또 두개의 2차원 소재를 종이처럼 겹칠 때 두 2차원 물질 사이에 비틀림 각(twist angle)을 조절하면 새로운 물성을 만들 수도 있다.

앞서 임 교수팀은 지난 2017년에는 한국연구재단의 선도연구센터(SRC) 프로그램에 선정돼 연간 13억원씩 7년 간 연구비를 지원받게 됐다. 선도연구센터는 교수급 연구책임자 10인 내외로 구성된다. 긴밀한 협동 연구를 통해 세계 무대에서 경쟁할만한 탁월한 연구업적을 성취하는 것이 목표이다.

임성일 교수는 세계적인 연구성과 배경에 대해 “각 연구책임자들이 유기적으로 긴밀히 협력연구하며 아이디어를 공유하는 것, 젊고 유망한 연구자들을 든든하게 지원하는 것, 그리고 항상 새로운 길을 찾고자하는 비전과 꿈을 잃지 않는 것”이라고 했다. 반데르발스물질 연구센터의 노력이 꿈의 신소재 개발로 이어질 수 있을지 기대된다.

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