나노 물질 분석 및 조작에 획기적 발전 기술 물리학과 여인환 교수팀이 나노미터(nm)의 공간분해능과 나노초(ns)의 시간분해능을 동시 적용하는 나노기술을 개발했다. 이 연구 결과는 미국 학술원이 발행하는 세계 최고 수준의 학술지인 ‘Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America(PNAS)’(IF 9.771) 8월 첫째 주 인터넷 판에 게재됐다. 여인환 교수 연구팀은 원자분해능을 보유한 주사 터널링 현미경(scanning tunneling microscope)에 나노초의 시간분해능을 가지고 에너지 전달 과정을 제어 및 측정할 수 있는 나노기술을 개발했다. 이 기술은 4pA(1000조분의 1암페어)의 전류를 약 4ns(10억분의 1초) 동안 흘려주면 전자 하나의 전하가 전달되는 원리를 이용한 것으로, 연구팀은 이 기술을 실리콘에 적용해 나노차원의 구조물(bi-soliton)에 대한 생성과정을 실험했다. 그 결과, 나노초 단위의 펄스가 전달될 경우 나노차원의 양자우물이 먼저 형성되고 이 양자우물이 전자로 채워지는 과정에서 솔리톤쌍이 형성됨을 나노초의 시간분해능을 이용하여 전체 생성과정에 대해서 보여줄 수 있었다. 나노 공간분해능과 시간분해능 기술은 나노기술의 가장 핵심적인 것으로 원자와 분자들의 물성을 연구하는 것은 물론 나노초 단위의 시간적 변화를 측정할 수 있다. 공동연구자인 최형준 교수 연구팀은 솔리톤쌍의 구조와, 생성에너지와 생성 조건에 대한 이론적 계산과 모델 검증을 통하여 이 연구를 뒷받침했다. 기존의 주사터널현미경은 1㎳(100분의1초) 정도로 시간적 변화를 측정할 수 있는데 비해 여 교수팀이 개발한 이 기술은 약 100만배의 시간분해능 향상 효과를 가져와 나노연구에 획기적인 전기를 마련했다.