MIT이론의 실험적 증명과 시제품개발로 주목을 받고 있는 ETRI(한국전자통신연구원 원장 최문기) 김현탁 박사 연구팀 연구결과가 물리학 및 응용물리학 분야에서 세계적 권위를 자랑하는 저널에 속속 등재됨으로써 이론적 확립기틀은 물론, 국제적으로도 인정받는 계기가 되어 학문적으로 큰 발전을 이루고 있다.

ETRI는 11일, MIT 연구결과가 세계적으로 권위를 인정받고 있는 미국물리학회 저널인 ‘피지컬 리뷰 레터’(PRL, Physical Review Letters ; 인용지수 7.489) 12월 26일자(2006년), ‘피지컬 리뷰 비'(PRB, Physical Review B; 인용지수 3.185) 11월 22일자(2006)와 응용물리학 저널인 '어플라이드 피직스 레터'(APL, Applied Physics Letters ; 인용지수 4.127) 올 1월 8일자에 각각 출판되었다고 밝혔다.

먼저, PRL은 ETRI 김현탁 박사가 확립한 “홀 드리븐 MIT 이론”을 근거로 펨토초 초고속 측정방법을 사용하여 원자핵의 진동에너지(포논)와 전자구조의 변화를 동시에 관측, 그 결과 MIT가 일어날 때 물질의 구조 변화 없이 전자구조만 변한다는 사실을 재확인 한 내용을 주된 테마로 다루었다.

PRL에 게재된 논문이 주는 의미로 ETRI 김현탁 박사는 “기존의 상식적 개념인 물질구조와 전자구조가 동시에 변한다는 사고를 전환하는 새로운 패러다임을 폭넓게 인정받아 가고 있다는 것이다”라고 말했다.

또한, APL에서는 이 MIT현상을 이용하는 프로그래머블 임계온도 센서를 주로 논문에 다루었는데 ETRI는 지난해 9월, 이 센서의 시제품 개발을 밝힌바 있으며 이 현상의 응용범위가 매우 크다는 사실 또한 발표한 적이 있다.

세계적인 권위를 가진 저널에 연속 등재된 의미는 물질의 구조와 전자의 구조와의 관계를 명확히 밝혀서 물질 속의 새로운 현상의 존재를 재입증하고 고온 초전도 생성원리, 절연파괴, 거대자기저항 등 고체물리학의 미해결 물리문제들을 설명할 수 있는 실마리를 제공하는 것으로 이해되며, MIT 응용 분야에서 현상규명의 연구 우선권을 확보하였다는데 큰 의미가 있다고 ETRI는 설명했다.

ETRI 최문기 원장은 “작년에 발표 된 MIT 현상 규명이 국제적으로 보다 더 인정을 받아가고 있다는 것은 ETRI 뿐만 아니라 범 국가적 자랑이므로 본 연구가 지속적으로 이어갈 수 있도록 격려를 아끼지 않겠다”고 말했다.

한편, 김현탁 박사 연구팀은 지난해 12월, 특허청이 주관하는 2006년도 시상식에서 MIT 응용연구로 특허대상인 ‘세종대왕상’을 수상한 바 있으며 현재, 국제특허 30건을 출원해 놓고 있다.

물리학에서 개발된 초고속 측정기술인 펨토초 기술을 이용하여 불연속 MIT가 일어날 때 물질의 구조와 전자구조가 서로 독립적으로 일어난다는 MIT 원리를 재입증하여 물리학, 응용물리학 최고 권위의 전문저널에 연이어서 발표하게 되었다고 발표하였다.

전자사이에 반발에너지가 매우 큰 물질에서 금속에서 절연체로 (절연체에서 금속으로; MIT) 전이가 일어날 때 그 전이가 연속으로 일어나는지 불연속으로 일어나는지, 또한 물질의 구조와 전자의 구조가 동시에 일어나는지 아니면 분리되어 일어나는지에 관한 것이 고체물리학 분야에서 학문적으로 오래된 논쟁의 물리문제였다.

MIT는 1938년도 위그너라는 학자가 MIT를 예언하고, 모트 교수가 그것을 수정 보완하여 MIT는 불연속으로 일어난다고 1949년에 세미나에서 발표한 이래 실험적 증명없이 지금까지 이어져 내려오고 있었다.

지금까지는 절연체나 반도체는 에너지 갭을 가지고 있으며, 그 에너지 갭은 전자와 원자핵의 상호작용에 의해 만들어진다고 상식적으로 알려져 왔고, 만약 MIT가 일어나면 그 상호작용의 증거로서 물질의 구조 변화가 따라서 동반하는 것으로 알려져 왔다.

그런데 전자들 사이에 서로 밀어내는 반발하는 쿨롱에너지가 크면 그 에너지 갭이 원자핵과 전자의 상호작용이 아니라 전자와 전자 사이의 상호작용에 의해 만들어 질 수 있다는 주장이 있었다(모트 아이디어 및 강상관관계이론).

이것은 MIT가 일어날 때 물질의 구조변화 없이 전자의 구조만 변한다는 것을 의미한다. 이것은 지금까지 실험적으로 증명된 예가 없었지만, 지난해 ETRI의 김현탁 박사팀이 불연속 MIT와 함께 이 사실을 실험적으로 확인하고 유명 물리학 전문 저널에 발표 후 언론에 보도한 적이 있다.

PRL editor는 ETRI에서 홍보할 것을 통보하였고, 본 논문의 결과를 미국물리학회 홍보잡지인 Physics Today, Phys. Rev. Focus, APS news, AIP news에 실어줄 수 있다고 언급하였다.