GIST IBS 양자변환연구단, RIKEN PRI에 글로벌 파트너랩 출범…Photon-STM·펨토초 계측 공동연구

글로벌 파트너랩 제도와 이번 출범의 배경

IBS 글로벌 파트너랩은 해외 우수 연구기관에 협력연구실을 설치해 장기 국제공동연구를 제도적으로 지원하는 IBS 고유의 프레임워크다. 이번에 광주과학기술원(총장 임기철) 소속 IBS 양자변환 연구단(단장 김유수)이 RIKEN PRI에 협력연구실을 마련하면서, 기존에 연구자 교류와 공동연구 형태로 이어오던 양 기관의 협력이 공식 제도 안으로 편입됐다. 킥오프 심포지엄은 10월 6일 GIST에서 진행됐으며, 8일 공식 발표됐다.

두 기관의 핵심 역량과 기술 결합 전략

양자변환 연구단은 광자-주사터널링현미경(Photon-STM)을 주요 도구로 활용해 분자와 나노물질에서 발생하는 전자·진동·발광 현상을 원자 및 나노 스케일에서 관측·제어하는 공간 분해 측정에 강점을 지닌다. RIKEN PRI는 초고속 레이저 분광, 나노광자 및 형광 분광 이미징, 초고속 전자빔 계측을 통해 에너지·전하 이동과 구조 변화를 10^-15초(펨토초) 단위에서 추적하는 시간 분해 측정 분야에서 독보적 역량을 보유하고 있다. 이번 협력의 핵심은 공간 정밀도에 특화된 양자변환 연구단 기술과 시간 정밀도에 특화된 RIKEN PRI 기술을 결합해 두 영역을 동시에 포착하는 것이다.

연구 목표: 분자·나노 경계면 양자현상 실시간 규명

공동연구가 집중할 주제는 분자와 나노물질이 만나는 계면에서 에너지·전하가 이동하고 구조가 변화하는 메커니즘이다. 이 과정은 유기발광소자, 태양전지, 양자센서 등 실용 소자의 효율을 결정하는 근본 동역학과 직결된다. 단일분자 공간 정밀도와 펨토초 시간 정밀도를 동시에 확보할 경우, 각각의 방법론으로는 접근이 어렵던 비평형 양자 동역학을 실시간으로 관찰하는 것이 가능해질 것으로 기대된다.

운영 방식과 한계

양 기관은 공동실험·연구 인프라 공유·연구자 상호 파견·공동 세미나 및 워크숍·데이터 분석과 논문 공동 작성 등 다각적 협력을 계획하고 있다. 장기적으로는 양측 계측 경험을 바탕으로 새로운 연구 주제를 발굴하고 지속 가능한 국제공동연구 체계를 구축하는 것이 목표다. 다만 현 단계에서는 구체적인 연구 로드맵, 투입 예산 규모, 파견 연구자 수 등 세부 정보가 공개되지 않았으며, 두 기관의 이질적인 측정 장비와 데이터 분석 방법론을 통합하는 기술적 과제도 남아 있다.