전체기사 최신뉴스 GAM
KYD 디데이
홈 사회 교육

속보

더보기

원자 1개 내부, 세계 최초로 들여다봤다..“원자, 메모리 단위 가능성 확인”

기사입력 :

최종수정 :

※ 본문 글자 크기 조정

  • 더 작게
  • 작게
  • 보통
  • 크게
  • 더 크게

※ 번역할 언어 선택

IBS, 원자의 핵스핀과 초미세 상호작용 측정..사이언스 발표
“고체기반 물질의 자성 이해를 넓혀 양자컴퓨팅 응용”

[서울=뉴스핌] 김영섭 기자 = 양자컴퓨터, 초소형컴퓨터 등 차세대 정보처리장치 구현을 위해서는 정보를 저장하는 단위를 줄여야 한다. 원자 단위의 핵스핀은 유력한 초소형 메모리 후보로 꼽히지만, 아직까지 정확한 특성이 밝혀지지 않았다. 

국내 연구기관이 세계 최초로 고체 표면 위 단일 원자의 스핀과 이로 인한 초미세 상호작용을 측정하는 데 성공했다. 하나의 원자가 정보를 오랫동안 저장하는 메모리 단위로 쓰일 수 있다는 가능성을 확인한 것이다.  

19일 과학기술정보통신부에 따르면 기초과학연구원(IBS) 양자나노과학연구단 안드레아스 하인리히 단장(이화여대 물리학과 석좌교수) 연구진은 미국 IBM 알마덴연구소와 공동으로 고체표면 위에 놓인 단일 원자의 특성을 정밀하게 관찰할 수 있는 기술을 개발했다. 

연구결과는 세계 최고 권위의 과학학술지 사이언스 온라인판에 이날 게재됐다. 

[그림] 단일 원자의 핵스핀 측정 연구 모식도 : 연구진은 산화마그네슘(MgO) 기판 위에 원자를 올려두고, 주사터널링현미경(STM)으로 원자핵의 스핀 특성을 관찰했다. 스핀은 일종의 회전하는 막대자석에 비유할 수 있다. STM은 뾰족한 금속 탐침을 이용해 표면의 형상을 원자 단위로 파악하는 기술로 표면 위 원자의 위치를 다른 곳으로 이동시키는 것도 가능하다. 2018.10.19. [자료=과학기술정보통신부]

연구진에 따르면 현재의 반도체는 더 이상 집적할 수 없는 한계에 다다랐다. 더 작고, 빠르면서도 연산능력은 대폭 높인 차세대 전자소자 구현을 위해서는 현재의 디지털 소자가 아닌 새로운 개념이 도입돼야 한다. 과학자들이 거시 세계를 벗어나 미시 세계에서 전자소자를 구현하려는 이유다. 

전자소자는 정보를 저장하고 연산하기 위해 자성을 활용한다. 이렇게 할 수 있는 데는 ‘스핀(Spin)’이라는 특성 때문이다. 스핀은 원자핵이나 전자가 갖는 값으로, 자전운동에 따라 보통 위(↑)나 아래(↓)의 방향성을 갖는다. 핵스핀과 전자스핀은 서로 밀어내거나 끌어당기는 ‘초미세 상호작용’을 하며 원자의 전자기적 특성을 결정한다. 

따라서 개별 원자가 저장장치이자 회로가 되는 차세대 양자 전자소자를 구현하기 위해서는 단일 원자의 스핀 특성을 규명하는 것이 필요하다.

하지만 전자스핀과 달리 핵스핀은 현재까지 단일 원자 단위에서 측정이 어려웠다. 원자의 핵스핀이 내는 에너지는 매우 약해 지금까지 수백만 개 원자핵들의 신호를 한꺼번에 읽어서 특성을 유추할 수밖에 없었다. 

이번에 IBS 연구진은 뾰족한 금속 탐침으로 표면을 읽어 원자를 관찰할 수 있는 주사터널링현미경(STM)과 원자핵의 스핀과 전자스핀 사이 서로 밀어내거나 끌어당기는 상호작용으로 원자의 자기적 특성에 영향을 주는 전자스핀공명(ESR) 기술을 결합했다. 

이를 통해 연구진은 에너지분해능(정밀도)을 1만배 높여 자기공명영상(MRI)으로 신체 내부를 진단하듯 고체표면 위 원자 한 개의 핵스핀을 측정할 수 있었다. 

또한 연구진은 고체 기판 위 원자가 놓인 위치에 따라 소자의 전자기적 특성이 달라짐을 확인했다. 이는 향후 개별 원자가 저장장치이자 회로가 되는 차세대 전자소자 설계에 핵심원리로 사용될 수 있다는 점을 보여준다. 

이번 연구성과는 향후 양자정보를 저장하고 연산하는 양자컴퓨팅용 소재를 선별하는 기술로 응용될 수 있다. 원자가 메모리이자 회로가 되는 고체 기반 차세대 전자장치 설계에도 새로운 방향성을 제시한 것으로 평가된다. 

기초과학연구원(IBS) 양자나노과학 연구단 연구진. 왼쪽부터 공동 교신 저자인 안드레아스 하인리히 단장(이화여대 물리학과 석좌교수), 제1저자인 필립 윌케 연구위원(이화여대 물리학과 박사후 연구원), 공동 저자인 최태영 연구위원(이화여대 물리학과 조교수). 2018.10.19. [사진=과학기술정보통신부]

하인리히 단장은 “이번 연구는 다수의 원자의 특성을 토대로 쓰인 기존 물리학적 지식을 검증할 수 있는 기술적 토대를 마련했다는 데 의미가 있다”며 “현존하는 물리 이론을 뛰어넘는 새로운 소재를 발굴하는 연구에 돌파구 제시한 셈”이라고 말했다. 

 

kimys@newspim.com

[뉴스핌 베스트 기사]

사진
"국민·장병께 죄송"...유승민 체육회장, '군 면제' 사과 [서울=뉴스핌] 박상욱 기자 = 2026 아이치·나고야 아시안게임에서 사상 첫 4연패를 달성하고도 일부 선수의 경솔한 발언으로 뭇매를 맞은 남자 축구대표팀 파문과 관련, 유승민 대한체육회장이 국민과 국군 장병에게 공식으로 고개를 숙였다. 아시안게임 여정을 마친 한국 선수단 본단은 5일 오후 인천국제공항 제2터미널을 통해 귀국했다. 유승민 회장을 비롯해 이상현 선수단장, 댄스스포츠, 레슬링, 리듬체조, 스포츠클라이밍, 테니스 대표팀 등 선수단 90여 명이 함께 입국했다. 문화체육관광부와 대한체육회는 공항에서 환영 행사를 열고 16일 동안 열전을 치른 선수들을 격려했다. [서울=뉴스핌] 박상욱 기자 = 유승민 대한체육회장. [사진=대한체육회] 2026.10.05 psoq1337@newspim.com 이 자리에서 유 회장은 최근 정치권으로까지 번진 축구대표팀의 병역 특례 발언 논란에 대해 직접 입을 열었다. 유 회장은 "일부 선수의 경솔한 발언으로 상처받으신 국민 여러분과 국군 장병 여러분께 체육회를 대표해서 심심한 사과의 말씀을 드린다"고 밝혔다. 앞서 아시안게임 남자 축구대표팀은 결승전에서 일본을 1-0으로 꺾고 금메달을 목에 걸었다. 아시안게임 사상 첫 4연패라는 대기록을 썼으나 우승 직후 일부 선수의 언행이 도마에 올랐다. 주장 이기혁은 경기 후 인터뷰에서 "군대 안 간다"고 웃으며 말했고 양민혁은 "군 면제라는 보상 하나만 보고 경기를 뛰었다"고 해 비판을 받았다. 막내 박승수는 라커룸에서 '전역모'를 쓴 사진을 SNS에 올렸다가 삭제했다. 병역 혜택을 지나치게 가볍게 여겼다는 여론이 비등했고 정치권에서도 제도를 재검토해야 한다는 목소리가 커졌다. 논란이 확산하자 전날 결산 기자회견에서 재발 방지를 약속했던 유 회장이 귀국 현장에서도 직접 사과에 나선 것이다. 대한축구협회 역시 국가대표 소양 및 윤리 교육을 강화해 사회적 눈높이에 맞는 품행 관리에 나서겠다고 고개를 숙였다. psoq1337@newspim.com 2026-10-05 21:06
사진
폭염·AG 뚫고...1236만명 역대 최다 관중 신기록 [서울=뉴스핌] 박상욱 기자 = 2026시즌 프로야구 KBO리그가 역대 단일 시즌 최다 관중 기록을 새롭게 썼다. 한국야구위원회(KBO)는 5일 전국 5개 구장에 총 9만5922명이 입장해 시즌 누적 관중 1236만2000명(평균 1만7685명)을 기록했다고 밝혔다. 지난해 세웠던 종전 최다 기록인 1231만2519명을 갈아치우며 역대 최다 관중 신기록을 수립했다. 올 시즌 프로야구는 수많은 악재를 딛고 흥행 질주를 이어갔다. 지난 8월 기록적인 폭염으로 30경기가 취소됐고, 2026 아이치·나고야 아시안게임 기간에는 주축 선수들이 대표팀에 차출되는 변수가 발생했다. 하지만 식지 않은 야구 열기는 관중 신기록이라는 결실로 이어졌다. 기록 경신 페이스는 역대급이었다. 개막 55경기 만에 100만 관중을 돌파한 KBO리그는 100만 단위 돌파 기록을 차례로 갈아치웠다. 지난 1일에는 역대 최소인 684경기 만에 1200만 고지를 밟았고 이날 699경기 만에 시즌 최종 최다 관중 기록까지 경신했다. [서울=뉴스핌] 박상욱 기자 = 올해 누적 관중 1206만 9596명을 기록한 지난 1일 SSG랜더스 홈구장 모습. [사진=SSG 랜더스] 2026.10.05 psoq1337@newspim.com 경기당 평균 관중은 1만7685명으로 지난해 동일 경기 수 대비 약 4% 증가했다. 전체 치른 경기 중 47.4%에 달하는 331경기가 매진됐으며 리그 전체 좌석 점유율은 85.2%를 기록했다. TV 시청률과 평균 시청자 수도 지난해보다 일제히 상승하며 안방극장까지 야구 열풍이 번졌다. 구단별 흥행 성적도 눈부시다. 삼성 라이온즈가 166만9050명으로 관중 동원 1위에 올랐고 LG 트윈스(157만4738명)와 두산 베어스(148만3772명)가 뒤를 이었다. 롯데 자이언츠(128만2929명), KIA 타이거즈(121만7388명), SSG 랜더스(121만3900명), 한화 이글스(112만950명)에 이어 이날 롯데를 꺾고 정규시즌 우승을 확정한 KT 위즈(100만4272명)까지 합류했다. NC 다이노스와 키움 히어로즈를 제외한 8개 구단이 100만 관중을 돌파한 것은 KBO리그 역사상 최초다. 출범 첫해인 1982년 143만여 명으로 출발한 KBO리그는 2024년 처음 1000만 관중 시대를 열었다. 이어 지난해 1200만 관중을 돌파한 데 이어 올해 또다시 신기록을 작성했다. 아직 정규시즌 잔여 21경기가 남아 있어 역대 최초의 1240만 관중 돌파를 향한 신기록 행진은 계속될 전망이다. psoq1337@newspim.com 2026-10-05 19:35
기사 번역
결과물 출력을 준비하고 있어요.
종목 추적기

S&P 500 기업 중 기사 내용이 영향을 줄 종목 추적

결과물 출력을 준비하고 있어요.

긍정 영향 종목

  • Lockheed Martin Corp. Industrials
    우크라이나 안보 지원 강화 기대감으로 방산 수요 증가 직접적. 미·러 긴장 완화 불확실성 속에서도 방위산업 매출 안정성 강화 예상됨.

부정 영향 종목

  • Caterpillar Inc. Industrials
    우크라이나 전쟁 장기화 시 건설 및 중장비 수요 불확실성 직접적. 글로벌 인프라 투자 지연으로 매출 성장 둔화 가능성 있음.
이 내용에 포함된 데이터와 의견은 뉴스핌 AI가 분석한 결과입니다. 정보 제공 목적으로만 작성되었으며, 특정 종목 매매를 권유하지 않습니다. 투자 판단 및 결과에 대한 책임은 투자자 본인에게 있습니다. 주식 투자는 원금 손실 가능성이 있으므로, 투자 전 충분한 조사와 전문가 상담을 권장합니다.
안다쇼핑
Top으로 이동