한국 2차원 자성 연구 세계 1위 총정리 — 경제적 영향 확인하기

스마트폰을 충전하는 순간에도, 노트북으로 업무를 처리하는 순간에도, 우리는 그 기기 속에 담긴 수십 나노미터 단위의 첨단 소재 기술을 좀처럼 의식하지 못합니다. 하지만 지금 이 순간에도 서울대학교 연구실에서는 미래의 반도체·의료기기·웨어러블 기기를 근본적으로 뒤바꿀 연구가 묵묵히 진행되고 있었습니다. 그리고 2026년 4월, 그 결실이 세계 물리학계의 공식 인정을 받는 순간이 찾아왔습니다.

서울대학교 박제근 교수 연구팀이 ‘2차원 자성(2D Magnetism)’ 분야에서 세계 최초로 연구 방향을 체계적으로 정리한 논문을 물리학 최고 권위지 Reviews of Modern Physics(RMP)에 게재했습니다. RMP는 노벨물리학상 수상자급 연구자들의 리뷰 논문이 실리는 곳으로, 각 분야의 ‘교과서’를 만드는 저널이라고 이해하시면 됩니다. 이 저널에 한국 연구팀이 2차원 자성이라는 신흥 분야의 연구 방향 자체를 처음으로 정의했다는 것은, 단순한 학문적 성취를 넘어 경제적·산업적으로 매우 큰 파장을 가진 사건입니다.

이 성과가 왜 ‘생활경제’와 연결되는지, 10~20년 후 우리 일상을 어떻게 바꾸고 어떤 경제적 기회를 만들어낼지, 그리고 관련 정부 지원을 받는 방법까지 차근차근 풀어보겠습니다.

2차원 자성이란 무엇인가요?

원자 1~2개 두께의 초박막 소재에서 발생하는 자기적 성질을 연구하는 신흥 물리학 분야로, 차세대 반도체·저장장치 혁신의 핵심입니다.

냉장고에 붙어 있는 자석을 떠올려보세요. 그 자석은 수천억 개의 원자가 3차원으로 층층이 쌓인 구조입니다. 그런데 이 소재를 원자 한두 층 두께 — 머리카락 굵기의 약 10만 분의 1 수준 — 으로 얇게 벗겨내면 완전히 다른 물리적 성질이 나타납니다. 2017년이 되어서야 이 초박막 소재에서도 자성이 유지될 수 있다는 사실이 실험으로 처음 증명됐고, 그 이후 전 세계 물리학계가 너나없이 이 분야에 뛰어들었습니다.

왜 이것이 중요하냐고요? 반도체 칩은 해마다 더 얇고 더 작아지고 있습니다. 머지않아 기존 3차원 소재 구조로는 더 이상 성능을 높이는 데 물리적 한계에 부딪히게 됩니다. 바로 그때 2차원 자성 소재가 해결책으로 등장하는 것입니다. 초박형 데이터 저장 소자, 전력 소비를 현재의 1/10로 줄이는 스핀트로닉스 기반 CPU, 피부에 붙이는 유연 전자기기 등이 모두 이 기술에서 시작됩니다.

이번 연구, ‘세계 표준’이 됐다는 게 무슨 의미인가요?

RMP 게재 리뷰 논문은 해당 분야 전체의 연구 지도를 처음으로 그리는 작업으로, 전 세계 연구자들이 이를 기준 삼아 연구 방향을 설정합니다.

RMP는 단순히 새로운 실험 결과를 싣는 저널이 아닙니다. 한 분야 전체를 종합적으로 정리하고 ‘앞으로 어디로 나아가야 하는지’를 제시하는 리뷰 논문만 게재하는 곳입니다. 실제로 RMP 공식 사이트를 직접 확인해보면, 이 저널에 실린 논문들은 평균 수천 회 이상 피인용되며 각 분야의 표준 참고문헌으로 자리 잡은 것을 볼 수 있습니다. 예를 들어 그래핀(graphene) 분야의 초기 RMP 리뷰 논문은 현재까지 4만 회 이상 인용됐습니다.

2차원 자성이라는 분야가 공식 등장한 것이 2017년이고, 불과 9년 만에 한국 연구팀이 그 분야 전체의 ‘교과서’를 쓴 셈입니다. 미국·중국이 막대한 자금을 쏟아붓고 있는 분야에서 한국이 연구 방향 자체를 정의하는 위치에 오른 것은, 반도체 특허 전쟁에서 한국이 원천기술 보유자가 될 수 있는 기반이 마련됐다는 의미이기도 합니다.

내 일상과 경제에 어떤 변화를 가져올까요?

차세대 메모리·반도체·의료기기 산업의 주도권과 직결되는 기술로, 10~20년 내 일상 기기 전반에 영향을 미칩니다.