사진 doe-oakridge · 퍼블릭 도메인기초 연구·신소재
논문과 연구기관 발표로 보는 다음 세대 소재 — 상용화까지는 먼 이야기도 많습니다.
양자 소자는 양자뉴스(quantum.qpx.kr)에서 다룹니다.
기초 연구 연구
논문과 연구기관 발표. 원문이 밝힌 한계를 함께 적습니다.
조셉슨 접합 소재·제조 기술, 큐비트 안정성 과제 다섯 가지 정리
GIST 윤훈한 교수팀이 고려대학교, UC버클리, 로렌스버클리국립연구소 연구진과 함께 초전도 양자컴퓨터의 큐비트 구현에 쓰이는 조셉슨 접합 소자의 소재와 제조 기술을 종합 분석한 리뷰 연구를 발표했다. 연구진은 제조 균일성·재현성, 에너지 손실 저감, 큐비트 주파수·상호작용 제어, 소형화, 잡음에 대한 보호 설계라는 다섯 가지 과제를 정리하고, 현재 널리 쓰이는 알루미늄 기반 조셉슨 접합의 성과와 한계를 분석했다. 이어 차세대 소재와 접합 구조가 각 과제를 해결할 가능성을 살펴보고, 반도체 산업의 박막 형성·미세 패턴 가공·계면 제어·공정 관리 기술을 초전도 양자소자 제조에 접목하는 방향을 제시했다. 연구진은 이를 양자소자를 위탁 생산하는 '양자 파운드리' 생태계 구축의 기반으로 보았으며, 관련 기술이 초전도 기반 정밀 센서와 양자통신 소자 개발에도 활용될 수 있다고 밝혔다.
한계 · 조셉슨 접합 제작 시 장벽 두께, 접합 면적, 원자 배열의 미세한 차이가 큐비트 작동 특성의 편차를 유발하는 문제가 남아 있다고 밝혔다2026.11.03Research · Nature Materials적층제조 다중주성분합금, 넓은 온도범위서 강도·연성 동시 확보
연구진은 레이저 기반 3D 프린팅(적층제조)으로 다중주성분합금을 제작하는 과정에서 석출물이 스스로 조직화된 셀 형태 네트워크를 형성시켰다. 이 네트워크를 가진 합금은 넓은 온도 범위에서 1GPa를 넘는 항복강도와 약 20%의 균일 연신율을 동시에 유지했다. 별도의 후처리 없이 제조 공정 자체에서 생긴 미세구조가 강도와 연성을 함께 끌어올린 점이 특징이다. 금속 적층제조 분야에서 공정 조건을 통해 미세구조를 제어하는 새로운 접근으로 제시됐다.
2026.11.02Research · Nature MaterialsWS2 마이크로캐비티, 상온 90마이크로미터 스핀전류 전달 확인
WS2 평면 마이크로캐비티에 비공진 방식으로 빛을 쪼이면 파동안내 엑시톤-폴라리톤이 생성되며, 이 폴라리톤이 상온에서 90마이크로미터를 넘는 거리까지 스핀 분극 전류를 실어 나른다는 연구 결과가 발표됐다. 이 과정에서 비공진 펌핑으로 유도되는 광학적 스핀홀 효과가 관측됐으며, 밝은 엑시톤과 어두운 엑시톤이 함께 이 스핀전류를 구동하는 것으로 나타났다. 상온에서 장거리 스핀 수송이 가능하다는 점에서 2차원 반도체 소재 기반 스핀광학 소자 연구에 기초 자료가 될 수 있다.
2026.11.02Research · Nature Materials고분자 리간드 변형이 나노입자 초격자 대칭 바꿔
고분자로 그래프트된 나노입자는 원래 구형으로 등방성을 띠지만, 유연한 리간드가 변형되면서 입자 사이에 방향성을 갖는 '유효 결합가(valency)'가 자발적으로 생겨난다는 연구 결과가 Nature Materials에 실렸다. 이 유효 결합가 덕분에 나노입자들은 조밀 채움이나 최대 배위수를 따르는 통상적인 구조가 아닌, 예상 밖으로 벗어난 격자 대칭을 갖는 초격자로 자기조립될 수 있다. 이는 입자 자체의 대칭이 등방적이어도 리간드 변형을 통해 비등방적 조립 결과를 얻을 수 있음을 보여준다.
2026.11.02Research · 전자신문DGIST, 투명 고분자 전극으로 양면 탠덤 태양전지 효율 12% 달성
DGIST 황대규·김대환 연구팀이 특수 전도성 고분자를 겹겹이 쌓은 투명 후면전극을 개발해 앞뒤 양면에서 빛을 전기로 바꾸는 안티몬계(Sb₂(S,Se)₃) 박막 태양전지를 구현했다. 첨가제(DMSO)로 전기 저항을 1만 배 낮춰 투명성과 전도성을 동시에 확보했으며, 앞면 8.2%·뒷면 3.3%의 광전변환효율을 기록했다. 이 전지를 CuInSe₂ 전지와 결합한 4단자 탠덤 구조는 최고 12.32%의 변환효율과 18.81mW/cm²의 양면 발전밀도를 달성했다. 연구 결과는 국제학술지 '어드밴스드 머티리얼즈'에 게재됐으며, 건물일체형 태양광·영농형 태양광 등 반사광 활용 발전 시스템에 응용될 수 있다.
한계 · 연구팀은 전극과 빛 흡수층 사이 경계면 및 광학적 구조를 추가로 최적화해 성능을 더 끌어올릴 계획이라고 밝혔다2026.11.02Research · ScienceDaily분자 모터, 전기로 양방향 회전시켜 전도성 100배 높여
연구진이 고대 아르키메데스 나선 구조에서 착안해 단일 분자 크기의 모터를 만들었다. 이 분자 모터는 전기를 가하면 양방향으로 회전하며, 회전할 때 전기 전도성이 최대 100배까지 높아지는 것으로 나타났다. 분자 수준에서 회전 운동과 전기적 특성을 결합한 사례로, 분자 전자소재 분야에 활용될 가능성이 있다는 설명이다.
2026.11.01