[중앙뉴스라인, 한장원기자] 경상국립대 자연과학대학 물리학과 김명재 학생(지도교수 정성원)이 ‘2026 한국물리학회 학부생물리연구경진대회’에서 장려상을 받았다. 경상국립대가 이 대회의 전신인 ‘학부생 작품발표회’에서 2021년과 2022년 수상자를 낸 이후 4년 만의 수상이다.
김명재 학생은 물리학과 전자구조 연구실 소속으로, 저차원 소재의 전사 과정에서 발생하는 화학적 불순물을 원자힘현미경(Atomic Force Microscopy, AFM)으로 제거하고 200℃ 이하의 열처리 조건에서 광전자 분광 분석을 수행한 연구로 상을 받았다.
이번 연구는 저차원 소재의 표면 및 계면에서 높은 청정도를 확보하는 시료 제작 기술과 관련이 있다.
이 기술은 2010년대부터 해외 방사광가속기 연구시설을 중심으로 발전해 온 공간 및 각도 분해 광전자 분광(Spatially-resolved ARPES) 실험에 쓰이는 방법 중 하나다. 표면과 계면의 청정도를 확보하는 것은 저차원 반도체와 양자물질의 전자구조를 정밀하게 분석하는 데 중요한 조건이다.
국내에서는 관련 연구에 필요한 실험 인프라가 제한적이어서 시료 제작 및 분석 기술을 자체적으로 쌓기 어려웠다. 경상국립대 G-LAMP사업단과 서울대 차세대융합기술연구원(AICT)이 협력해 2025년 AICT에 광전자 분광현미경 Nano ESCA(Nanoscale Electron Spectroscopy for Chemical Analysis)를 도입하면서, 연구진이 관련 선행연구를 수행할 분석 환경이 마련됐다.
Nano ESCA는 소재의 표면 화학 상태와 전자구조를 공간적으로 분석하는 장비로, 반도체·유기소재·양자물질 등 다양한 소재 연구에 활용된다. 이번 연구는 이 장비를 활용해 저차원 소재의 시료 제작과 표면 처리 조건을 검토한 것으로, 향후 한국새빛가속기(KLS)에 Nano ARPES 빔라인이 구축된 뒤 수행할 전자구조 연구를 준비하는 의미가 있다.
이번 연구는 한국연구재단 개인연구과제 ‘우수신진연구’, 분자제어연구소 G-LAMP사업단, 경상국립대 RISE사업단의 지원을 받아 수행됐다.
김명재 학생은 “학부생으로서 뜻깊은 연구를 주도적으로 수행할 수 있도록 아낌없이 지도해주신 정성원 교수님과 GNU ARPES 실험실 구성원들께 깊이 감사드린다”라며 “이번 수상은 많은 분의 도움과 협력이 있었기에 가능했다고 생각한다”라고 소감을 밝혔다.
연구를 지도한 정성원 교수는 “이번 연구는 향후 Nano ARPES 빔라인에서 수행할 연구를 준비하기 위한 선행연구로, 학부생에게는 쉽지 않은 과제였다”라며 “김명재 학생이 어려운 연구를 주도적으로 수행하고 그 결과를 학술적으로 인정받았다는 점에서 자랑스럽게 생각한다”라고 말했다. 이어 “이번 연구는 여러 연구자의 도움과 협력이 있었기에 가능했다”라며 공동연구진에게 감사의 뜻을 전했다.