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동국대 임중연 교수 연구팀, 신소재 기반 그래핀 다면체 스핀트로닉스 소자 개발

등록일 2025.05.01. 조회 88

- 상온 자기전기결합특성을 가진 탄소 나노소재 개발… 양자로봇 구현 목표
- 세계 저명 학술지 Advanced Science 게재

양자로봇 구현을 위해 동국대학교(총장 윤재웅) 기계로봇에너지공학과 임중연 교수와 CRC선도연구센터 김영성 연구교수가 전기장에 의해 자기특성이 컨트롤 되는 금속 도핑을 통한 신소재 나노기공 카본소재(Metal doped nanoporous carbon, MDNC)로 스핀트로닉스 소자를 개발했다. 이번 연구는 <Fabrication of Graphene Polyhedra: Unveiling New Structures, Forms, and Properties>라는 제목으로 세계적으로 저명한 학술지 <어드밴스드 사이언스(Advanced Science) IF=14.3, JCR상위 6.5%> 4월호에 정식 게재됐으며, 저널 표지 논문(Frontispiece Cover)으로 선정됐다.

연구팀(RoMa Lab. - Robotics with advanced Materials)은 상온에서 자기전기결합(magnetoelectric coupling)이 가능한 새로운 형태의 ‘그래핀 다면체 구조’를 세계 최초로 개발하는 데 성공했다. 연구팀은 금속유기골격체(Metal―organic framework, MOF)를 기반으로 한 하이브리드 나노다공성 탄소(Hybrid Nanoporous Carbon)를 이용해 금속(Co, Zn)이 도핑된 새로운 형태의 ‘Zn:Co₃C@Graphene’ 나노합금을 합성했다. 이를 통해 다면체 형상의 그래핀 구조를 구현하고, 해당 구조에서 상온 스핀트로닉스 소자의 자기전기결합 특성에 대해 처음으로 실험을 통해 입증한 것이다.

임중연 교수는 "로봇의 인지, 의사결정 능력, 및 데이터 처리속도를 인간수준으로 향상시킬수 있는 양자컴퓨팅과 로봇공학의 접점에 양자로봇이 있다"며, "이번 연구로 양자로봇뿐만 아니라 뉴런소자, 고속 전자소자 등 미래 기술의 핵심소재 개발에 획기적인 기반을 마련한 것"이라고 전했다.

한편, 이번 연구 결과는 과학기술정보통신부 한국연구재단 선도연구센터지원사업과 산업통상자원부 한국산업기술진흥원 산업혁신인재성장지원 사업을 통해 이뤄졌다.

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