20세기가 전자와 마이크로의 시대였다면 21세기는 스핀과 나노의 시대이다. 이에 따라 국내외에서도 스핀과 나노 현상에 관한 관심이 고조되고 있다.

본교 아산 이학관에 위치한 나노과학연구소(소장=이철의 교수·이과대 물리학과)는 나노 과학과 관련한 체계적인 집단 연구를 활성화하기 위해 설립됐다. 더불어 스핀관련현상과 나노세계의 현상들을 체계적으로 규명하고 이를 공학적인 응용에 연결시키기 위한 연구에 전력하고 있다.

나노과학연구소는 △나노 소자 연구실 △자성반도체 연구실 △나노 스핀메모리 연구실 △나노 생명공학 연구실 △전산모사 연구실 로 이뤄져 있으며 약 15명의 연구원들로 구성돼 있다.

스핀의존 수송계를 포함한 나노 물질계와 다양한 물질계에서의 스핀구조와 동력학 및 스핀소자, 그리고 반도체와 탄소나노튜브를 포함하는 여러 나노 현상이 나노 과학 연구소의 연구 대상이다.

나노기술이란 물체들을 나노미터 수준에서 만들고 조작하는 기술을 통칭하는 말이다. 즉, 분자 또는 원자 단위의 수준(1nm~100nm)에서 물질을 제어해 유용한 재료와 소자 및 시스템을 창출하고, 나노 크기에서의 새로운 특성이나 현상을 탐구하는 기술을 의미한다.

1nm~100nm 크기의 물질은 100nm이상의 크기를 갖는 물질들에서는 찾아볼 수 없는 전자의 터널링 효과를 비롯해 새로운 물리적, 화학적, 생물학적 성질이 나타난다. 구체적으로 나노는 10-9을 의미하고 1nm는 한국인 평균 머리카락 두께의 5만분의 1정도이다. 원자의 종류에 따라서 1nm는 원자 수십개에서 수백개 정도로 표현되며 대략 DNA 한가닥 정도의 크기이다.

나노기술 분야에서는 대표적으로 나노 소재의 성질과 구조를 이용한 나노 기능 소자 연구가 활발히 연구되고 있다. 나노과학연구소에서는 현재 Carbon nanotube (CNT)의 전기적인 특성과 구조 분석 등이 가장 활발하게 연구되고 있다.

구체적으로 CNT는 그 구조에 따라 반도체 특성을 보이기 때문에 대부분의 연구팀이 나노사이즈 장치를 제작하는데 초점이 맞춰져 있다. 다원자 현미경인 AFM ( Atomic Force Microscopy)를 이용해  CNT의 표면을 분석한다. 또한 나노 수준의 스캔 범위 안에서 CNT의 원자 구조를 관측하고 수직 방향의 전기 전도도 및 고유의 특성을 측정해 수학적인 방법을 통해 분석한다.   

나노과학연구소는 지금까지 200여 편에 가까운 논문을 국내외 학술잡지에 투고했다. 지난 2년간의 여러 연구 논문들은 과학기술정보 색인 SCI (Science Citation Index)에 등재된 국제학술지에 게제됐다.
현재 수행중인 연구사업으로는 1998년에 선정된 BK21핵심사업의 <저차원응집물성연구>와 <양성자 기반공학 기술개발사업> 등이 있다. 또한 2000년 6월에 국가지정연구실사업에 선정돼 현재 <복합다체계의 물성 연구를 위한 다변형 자기공명 기술>이란 과제명으로 연구가 진행 중이다.

이철의 나노과학연구소장은 “각종 국책사업이 수행된 것을 비롯해 본 연구소에 소속된 한 연구실에서만 올해 30여 편의 논문이 발표되었다”며 “짧은 기간에 비해서 괄목적인 성과를 거두고 있다”고 말했다.