서울=뉴스와이저 | 과학기술정보통신부는 22일 대한민국 연구진이 개척한 '2차원 자성' 연구가 전 세계 물리학계의 표준으로 우뚝 섰다고 밝혔다. 이는 2차원 물질에서 자성을 안정적으로 구현한 한국의 선도적 연구가 국제적으로 인정받은 결과로, 미래 전자 및 스핀트로닉스 기술 발전에 새로운 이정표를 세웠다.
2차원 자성은 기존 3차원 자석과 달리 원자 한두 층 두께의 얇은 물질에서 자성을 유지하는 현상을 말한다. 그래핀이나 전이금속 디칼코게나이드(TMD) 같은 2차원 물질이 주를 이루며, 초소형화와 고효율이 요구되는 차세대 메모리, 센서, 양자 컴퓨팅 소자 등에 핵심 기술로 부상하고 있다. 오랫동안 이론적으로 예측됐으나 실험적 구현이 어려워 '미래 기술'로 여겨졌던 이 분야에서 한국 연구진이 세계 최초로 실현하며 주도권을 잡았다.
과기정통부 보도자료에 따르면, 국내 연구팀은 수년간의 집요한 연구 끝에 2차원 자성 물질의 합성, 안정화, 특성 제어 기술을 완성했다. 이 기술은 실온에서도 자성을 유지할 수 있어 상용화 가능성이 높다는 평가를 받고 있다. 특히, 국제 물리학 학회와 표준화 기관에서 한국 연구를 기반으로 한 '2차원 자성 표준'을 채택함으로써 전 세계 연구 방향을 제시하게 됐다.
이번 성과는 과학기술정보통신부의 지속적인 지원 아래 이뤄졌다. 부처는 2차원 물질 연구를 국가 R&D 핵심 과제로 삼아 수백억 원 규모의 예산을 투입, 국내 대학과 연구기관 간 협력을 강화해왔다. 그 결과, 한국의 2차원 자성 연구 논문이 세계 최고 수준 학술지에 다수 게재되며 인용 횟수가 폭발적으로 증가했다.
전문가들은 이번 표준 채택이 한국 과학 기술의 위상을 한층 높일 것이라고 입을 모은다. "2차원 자성은 반도체 이후 새로운 패러다임을 열 수 있는 기술"이라며, "한국이 개척한 이 분야가 글로벌 공급망에서 필수 표준이 된다면 경제적 파급 효과도 클 것"이라고 분석했다. 실제로 삼성전자, SK하이닉스 등 국내 기업들이 이미 관련 기술 도입을 검토 중인 것으로 알려졌다.
2차원 자성의 배경을 더 깊이 들여다보면, 2017년경 국내 연구팀이 CrI3 같은 물질에서 최초로 2차원 자성을 관측한 데서 시작됐다. 이후 층간 상호작용 제어, 도핑 기술 개발 등을 통해 자성 강도와 안정성을 높여나갔다. 이 과정에서 양자 효과와 스핀 궤도 결합 등의 물리학 원리를 활용, 기존 한계를 극복했다.
국제 표준화 과정은 치밀한 데이터 검증과 다국적 협의를 거쳤다. 유럽, 미국, 일본 연구기관이 참여한 가운데 한국 측이 주도한 실험이 표준 모델로 선정됐다. 과기정통부는 "이 표준이 전 세계 연구자와 기업의 공통 언어가 될 것"이라며, 후속 연구 지원을 약속했다.
이번 발표는 2026년 4월 22일 조간 보도로 배포됐으며, 첨부 자료를 통해 상세 연구 성과와 표준 내용이 공개됐다. 정부는 이를 계기로 2차원 물질 국가 전략 기술로 확대, 청년 과학자 육성과 국제 협력 네트워크 구축에 박차를 가할 계획이다.
한국의 2차원 자성 연구는 단순한 학술 성과를 넘어 산업 혁신의 발판이 될 전망이다. 초저전력 메모리(RRAM, MRAM 등) 개발이 가속화되면 에너지 효율 높은 기기가 대중화될 수 있다. 또한, 양자 센서 분야에서 민감도 향상으로 의료 영상, 자율주행 등 응용이 기대된다.
과기정통부 관계자는 "국내 연구진의 끈질긴 노력 덕분에 불가능해 보이던 기술이 현실이 됐다"며 자부심을 드러냈다. 앞으로도 2차원 자성을 넘어 2D 반도체, 광전자 소자 등 융합 연구를 통해 'K-사이언스'의 위상을 공고히 하겠다는 포부를 밝혔다.
전 세계 물리학계가 주목하는 가운데, 한국의 2차원 자성 표준은 국가 과학 기술 역량을 상징하는 사례로 기록될 것이다. 지속적인 정부 지원과 민관 협력이 이 같은 기적을 가능케 한 배경이다.
