양자 나노 과학 연구소 , 세상 에서 가장 작 은 MRI 측정 성공 
 등록 일 : 2019 - 07 - 03 조 회수 : 1982 
 본교 연구 진이 원자 단 한 개 의 자기공명영상 ( MRI , Magnetic Resonance Imaging ) 을 측정 하 는 데 성공 했 다 . 원자 하나 의 또렷 한 MRI 를 촬영 한 것 은 이번 이 처음 으로 , 역대 최초 로 세상 에서 가장 작 은 자기공명영상 이 찍힌 셈 이 다 . 
 물리학 과 안드레아스 하인리히 ( Andreas Heinrich ) 석좌 교수 가 이끄 는 양자 나노 과학 연구소 가 미국 연구 진과 공동 으로 진행 한 단일 원자 의 자기장 시각화 기술 연구 결과 가 7 월 1 일 ( 월 ) 세계 적 학술지 ‘ 네이처 피직스 ( Nature Physics ) ’ 에 게재 됐 다 . 
 병원 에서 병 을 진단 할 때 널리 쓰이 는 자기공명영상 은 몸 을 이루 는 전자 와 양성자 속 에 있 는 자석 과 같 은 스핀 의 밀도 를 측정 한다 . 전통 적 으로 자기공명영상 을 스캔 하 기 위해서 는 수십억 개 의 스핀 이 필요 하 지만 ‘ 네이처 피직스 ’ 에 발표 한 이번 연구 를 통해 연 구진 은 표면 위 원자 한 개 에 대한 자기공명영상 측정 이 가능 함 을 증명 해 보였 다 . 이 는 기존 보다 100 배 이상 해상도 를 높인 자기공명영상 기법 을 구현 한 것 으로 주목 받 고 있 다 . 
 이번 연구 에 는 주사 터널 링 현미경 ( STM , Scanning Tunneling Microscope ) 이 이용 됐 다 . 연 구진 은 뾰족 한 금속 탐침 으로 표면 위 를 스캔 하 여 원자 들 을 영상 화 하 고 조작 할 수 있 는 주사 터널 링 현미경 을 이용 해 전례 없 는 해상도 로 원자 가 생성 하 는 3 차원 자기장 을 시각 화 할 수 있 었 다 . 제 1 저자 인 양자 나노 과학 연구소 필립 윌 케 연구 위원 은 " 자기장 의 형태 로 여러 종류 의 원자 를 구분 할 수 있 었 고 , 이 측정 기술 의 강력 함 을 확인 할 수 있 었 다 " 고 전했 다 . 
 연 구진 은 향후 단일 원자 자기공명영상 기술 을 사용 하 여 분자 및 자성 물질 과 같 은 보다 복잡 한 구조 의 스핀 상태 를 시각 화 할 계획 이 다 . 이러 한 세계 수준 의 연구 지원 을 위해 본교 는 양자 나노 과학 연구소 가 입주 하 는 연구 협력 관 에 세계 최고 수준 의 무진동 설계 를 적용 했으며 , 주사 터널 링 현미경 을 설치 한다 . 
 공동 저자 인 양자 나노 과학 연구소 배유정 연구 위원 은 " 최근 의 자성 저장 장치 를 포함 해 나노 스케일 물질 에서 다양 한 자성 현상 이 일어나 는데 이제 STM 을 이용 한 자기공명영상 기술 로 여러 가지 시스템 을 연구 할 수 있 게 됐 다 ” 고 말 했 다 . 
 이번 연구 는 나노 스케일 의 자기 구조 분석 을 요하 는 신 물질 과 약물 을 개발 하 는 데 활용 될 수 있 다 . 또한 양자 나노 과학 연구소 는 이 기술 을 사용 해 양자 컴퓨팅 등 에 쓰일 수 있 는 차세대 양자 시스템 을 특성 화 하 고 제어 하 는 데 기여 하 고자 한다 . 이러 한 양자 나노 과학 분야 의 심층 연구 를 통해 본교 는 연구 중심 대학 으로서 의 역량 을 강화 하 고 , 글로벌 과학 연구 를 선도 해 나간다는 계획 이 다 . 
 교신 저자 인 안드레아스 하인리히 양자 나노 과학 연구 소장 은 “ 이 연구 는 활용 가치 가 높 은 놀라운 결과 " 라며 " 일반 적 으로 생 각지 도 못한 해상도 로 스핀 의 자기장 을 시각 화 하 는 기술 은 물질 의 특성 을 연구 하 는 기초 과학 의 새로운 토대 를 마련 한 셈 " 이라고 연구 의 의의 를 밝혔 다 . 
 IBS 양자 나노 과학 연구소 는 2017 년 1 월 설립 이래 물질 의 표면 과 계면 에서 의 원자 단위 양자 효과 를 제어 하 는 분야 에서 세계 최고 수준 의 연구 를 수행 하 고 있 다 . 단장 인 안드레아스 하인리히 교수 는 20 년 가까이 미국 IBM 알마덴 연구소 에서 연구 활동 을 펼친 후 2016 년 본교 물리학 과 석좌 교수 로 합류 했 다 . 2017 년 조셉 키 슬리 상 , 2018 년 파인 만상 을 수상 한 바 있 는 하인리히 교수 는 ‘ 세상 에서 가장 작 은 메모리 , 원자 단위 로 정보 저장 ’ 연구 로 2018 년 도 과학 기술 정보 통신부 국가 연구 개발 중 순수 기초 · 인프라 분야 최우수 성과 로 선정 되 기 도 했 다 . 
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