박제근 서울대학교 물리천문학부 교수가 이끄는 연구팀이 '2차원 자성 반데르발스' 연구의 16년 결실을 맺으며 세계 물리학계의 정점에 섰다.
22일 과학기술정보통신부에 따르면 박 교수팀의 연구 논문이 물리학 분야 최고 권위지인 '리뷰스 오브 모던 피직스(RMP)'에 게재됐다.
1929년 창간 이후 한국인이 교신저자로 주도한 연구가 이 학술지에 실린 것은 손에 꼽을 만큼 이례적인 기록이다.
박제근 서울대 물리천문학부 교수가 지난 20일 세종시 정부세종청사 과학기술정보통신부에서 2차원 자성 반데르발스 물질을 구현하고, 실험을 통해 입증하여 난제를 해결 한 연구 내용을 발표하고 있다. 박교수의 논문은 22일 미국 물리학회에서 발행하는 학술지 리뷰스 오브 모던 피직스(RMP)에 게재된다. 2026.4.22/뉴스1
이번 논문은 2010년부터 박 교수가 개척해온 2차원 자성 연구의 발자취를 집대성한 것으로, 단행본 출판 시 250페이지가 넘는 방대한 규모다.
2차원 자성은 1943년 노르웨이 물리학자 라르스 온사거가 이론적 가능성을 제시한 이후 70여 년간 난제로 남아있었다.
박 교수 연구팀은 2016년 세계 최초로 이를 실험으로 입증하며 연구 분야를 개척했다. '반데르발스 물질'은 층간 결합이 약해 원자 한 층을 떼어내기 쉬운데, 연구팀은 삼황화린철을 활용해 원자 한 층 두께에서도 자성이 유지되는 '자성 그래핀'을 구현해냈다.
2차원 자성 반데르발스 연구 분야의 정체성과 학문적 도약을 한눈에 보여주는 개념도. / 과학기술정보통신부
산업적 가치도 무궁무진하다. 특히 AI 시대의 과제인 전력 소모와 데이터 병목 현상을 해결할 구원투수로 주목받는다.
전자가 아닌 자성의 회전을 이용해 정보를 이동시키는 '스핀트로닉스' 기술을 활용하면 초고속·초저전력 자기 메모리 구현이 가능하다. 박 교수는 "100년 만에 한 번 나올까 말까 한 성과"라면서도 "이 원천기술을 실제 사용 가능한 기술로 확장해야 하는 과제가 남았다"고 강조했다.
이번 성과는 과기정통부의 '리더연구' 사업을 통한 15년간의 묵묵한 지원이 밑거름이 됐다.
박 교수는 "한국이 과학 선도국가로 발돋움하려면 국가 지원 생태계가 완벽한 방패가 돼야 한다"며 개척자들을 위한 지속적인 지원의 중요성을 역설했다.
전기차 모터부터 로봇, 친환경 발전까지 미래 산업 전반에 쓰이는 자석을 나노미터 수준으로 얇게 만드는 이 기술은 향후 차세대 반도체 주도권 확보의 핵심 열쇠가 될 전망이다.