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연구성과

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     서울시립대학교 물리학과 노재동 교수와 장영준 교수(스마트시티학과 겸임)는 4월 20일 열린 한국물리학회 온라인 임시총회에서 ‘2022년 봄 한국물리학회상’을 수상했다.   노재동 교수는 평형계의 상전이와 임계현상에서 비평형 상전이, 복잡계 이론, 비평형 열역학, 양자 열역학에 이르는 통계물리학의 여러 분야에서의 업적을 인정받아 학술상을 수상했다.  장영준 교수는 저차원 물질계의 에피박막 시료 성장과 방사광가속기를 활용한 새로운 물리현상을 연구하며 응용물리분야의 발전에 이바지한 점을 인정받아 응용물리학술상을 수상했다. 노재동 교수는 “한국물리학회로부터 권위 있는 학술상을 수상하게 되어 매우 기쁘다. 연구에 도움을 준 선배 동료 후배 연구자들에게 감사드린다. 물리학 발전에 힘을 쏟으라는 격려로 알고 앞으로도 통계물리학의 근본원리를 이해하려는 연구에 더욱 더 정진하겠다.”라고 수상 소감을 전했다.  장영준 교수는 “한국물리학회의 권위 있는 응용물리학술상을 받아 기쁘다. 함께 연구한 학생들과 공동 연구자, 좋은 연구여건을 만들어주신 선배 물리학자들과 학교에 감사드린다.”라며, 앞으로도 물리 연구로 사회에 기여하고 인재를 키우는 데 노력하겠다.”라고 수상소감을 밝혔다. 사진 : 좌측부터 장영준 교수, 노재동 교수

    기획과 251 2022-04-20 첨부파일 다운로드
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    ​ - ‘전방향 object 인식을 통한 자율주행차의 MPC 기반 주행 제어 연구’로 선정  서울시립대학교 기계정보공학과 문선영(석사과정), 임예은(기계정보공학과 19), 사공의훈(기계정보공학과 17), 최정현(기계정보공학과 17), 박정현(기계정보공학과 19)으로 구성된 학생연구팀이 한국여성과학기술인육성재단(WISET)에서 지원하는 ‘여대학원생 공학연구팀제 지원사업’ 심화과정에 선정됐다. 본 사업은 공학연구를 수행하는 여자 대학원생이 연구책임자가 되어 이공계 전공 대학생과 연구팀을 구성한 후 자기 주도적인 연구 프로젝트를 수행할 수 있도록 지원하는 것으로 4월부터 10월까지 7개월 간 팀당 800만원의 연구비를 지원한다. 기계재료, 전기전자반도체 등 8개 분야의 주제를 지원하고 올해는 전국에서 심화과정 110팀, 일반과정 40팀이 선정됐다.​ 서울시립대학교 기계정보공학과 연구팀은 ‘전방향 object 인식을 통한 자율주행차의 MPC 기반 주행 제어 연구’라는 주제로 자율주행차의 주변 환경 인식 정확도를 높이면서 주행, 추월, 정지 등의 제어 성능을 높이는 연구를 진행할 예정이다.​ 지도교수인 기계정보공학과 황면중 교수는 “그동안 학생들이 학과의 지원과 교내 UOS T-Star 사업의 지원으로 자율주행레이싱 대회를 준비하고 있었는데, 본 과제를 통해 더욱 완성도를 높일 수 있는 연구를 수행할 수 있게 되었다. 학생들 스스로 발굴한 연구 프로젝트가 선정되어 기쁘게 생각한다.”고 밝혔다. 연구자 사진(좌로부터 문선영(석사과정, 연구책임자), 임예은(4학년), 사공의훈(4학년), 최정현(4학년), 박정현(3학년))

    기획과 497 2022-04-15 첨부파일 다운로드
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     스핀과 밸리자유도를 동시에 조절하는 스핀/밸리트로닉스 구현가능성 제시   서울시립대학교 물리학과(스마트시티학과 겸직) 정재일 교수 연구팀이 인도 IISc(Indian Institute of Science) Chandni Usha 교수 연구팀과의 공동 연구로 기존에 초전도 현상이 관측되던 마법 각도(1.1도)로 회전된 결합된 두 층 그래핀에 WSe2층을 쌓아 얻은 이종접합구조에서 0에 가까운 자기장 하에서도 스핀대칭성과 밸리대칭성이 붕괴된 반정수 전자상태를 발견했다. 공동연구팀은 기계적 박리법을 사용해 마법각도 회전 이층 그래핀/WSe2구조가 육각질화붕소로 감싸진 형태의 소자를 구현하는 데 성공했고, 홀측정과 열전도도측정을 통해 기존의 회전 이층 그래핀 연구에서 관측되지 않았던 ν=1에서의 홀농도의 반전과 ν=0.5, 3.5의 반정수 상태를 관측했다. 또한 이 반정수 상태는 0에 가까운 자기장 하에서도 유지되어 강한 전자상호작용에 의한 전하밀도파 또는 스핀밀도파상태에서 기인함을 예측했으며 밀접결합근사모델 시뮬레이션을 통해 실제 전하밀도파가 있는 마법각도 회전그래핀/WSe2구조에서 WSe2가 부여하는 스핀궤도 상호작용효과로 인해 스핀과 밸리대칭이 붕괴된 반정수 상태들이 나타남을 밝혀냈다. 이렇게 안정적인 대칭붕괴상태에는 전류의 스핀특성과 밸리특성 선택이 가능함으로 마법각도 회전그래핀에서 나타나는 플랫한 밴드특성과 결합하여 차세대 스핀/밸리트로닉스 발전에 새로운 가능성을 제시한다. 정재일 교수는 “본 연구를 통해 밝혀낸 반정수 대칭붕괴상태는 회전이층그래핀의 독특한 전자구조로 인해 스핀/밸리 정보가 구분이 된 전류를 흘려보낼 수 있을 것”이라며 “앞으로 스핀/밸리에 기반한 전자소자의 물리적 연구와 더불어 양자컴퓨터분야 등 위상학적으로 보호된 큐비트 구현에도 응용할 수 있다.”라고 설명했다.  이번 연구 성과는 삼성미래기술육성사업, 과학기술정보통신부와 한국연구재단이 추진하는 중견연구자 자원사업, 국토교통부의 스마트시티 혁신인재육성사업과 교육부의 4단계 BK21 사업의 지원으로 수행되었으며, 국제학술지 Nature Physics(Impact factor: 20.113)에 ‘Broken-symmetry states at half-integer band fillings in twisted bilayer graphene’이라는 제목으로 4월 4일 온라인 판에 게재되었다.  [붙임]  연구자 사진Bhowmik Saisab 학생 (좌측 상단, 제1저자), Chandni Usha 교수 (중앙 상단, 공동 교신저자), Appalakondaiah Samudrala 박사 (우측 상단, 공동저자), 이동규 학생 (좌측 하단, 공동저자), 정재일 교수 (중앙 하단, 공동저자), Leconte Nicolas 박사 (우측 하단, 공동 교신저자)        

    기획과 464 2022-04-04 첨부파일 다운로드
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     서울시립대학교 김용민 대학원생(화학공학과 석박사과정, 지도교수 문홍철)이 15일, 삼성전자 주최로 열린 ‘제28회 삼성휴먼테크논문대상’에서 Material Science & Engineering 분과 은상을 수상했다.  삼성휴먼테크논문대상은 우리나라 과학기술 분야의 주역이 될 젊고 우수한 과학자를 발굴하기 위해 1994년부터 매년 개최하는 대회로, 삼성전자가 주최하고 과학기술정보통신부와 중앙일보가 후원한다. 이번 대회에는 114개교가 참여했으며, Signal Processing, Circuit Design, Computer Science & Engineering, Mechanical Engineering, Material Science & Engineering 등 15개 분과에 총 2105편의 논문이 접수됐다.  수상자인 김용민 학생은 이번 연구논문에서 ‘이온 클러스터를 기반으로 자가 회복이 가능한 전해질’ 소재 및 그 활용에 대한 원천기술의 우수성을 인정받았다. 본 연구에서 제시된 고분자 이온젤 전해질은 외부 에너지의 유입 없이 상온에서도 1분 이내의 매우 빠른 속도로 스스로 치유되는 것이 가능해 미래 자가 치유형 전자소자의 핵심 소재로 활용이 기대된다.  28회 삼성휴먼테크논문대상 은상 수상자 김용민 석박사과정생(지도교수 문홍철) 

    기획과 772 2022-02-15 첨부파일 다운로드
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    - 코로나바이러스 특이적 단백질을 탐지해 감염 여부를 스마트폰으로 확인할 수 있는 바이러스 감염 진단법 개발 ​코로나바이러스 특이적 단백질을 탐지하여 스마트폰으로 감염 여부를 확인할 수 있는 키트 관련 사진  서울시립대학교(총장 서순탁) 화학공학과 이종범 교수 연구팀이 코로나바이러스의 감염 여부를 스마트폰으로 확인할 수 있는 진단 키트를 개발했다. ​  연구팀은 코로나바이러스 등 RNA 바이러스에 감염된 세포에서 특이적으로 관찰되는 RNA 의존적 RNA 중합효소(RNA-dependent RNA polymerase, 이하 RdRP)를 표적으로 하는 새로운 탐지 방식의 핵산-금속 혼합 막구조체를 개발했다. ​  연구팀이 개발한 핵산-금속 혼합 막구조체는 RdRP가 소량이라도 존재하면, 스스로 RNA를 증폭하게 되고 그에 따른 색깔 변화를 일으켜 시료 내 RdRP의 존재 여부를 확인할 수 있다.  핵산-금속 혼합 막구조체는 새로운 디자인이나 재검증의 과정 없이 여러 가지 신⋅변종바이러스 내 RdRP에도 활용할 수 있다. 이번에 개발된 프로토타입 진단 키트는 기존의 PCR 기반 진단 방식과 달리, 전문 인력이나 추가적인 장비 없이 스마트폰만으로 사용자 스스로 진단이 가능해 팬데믹 초기 단계의 빠른 확산 방지를 위한 범용적 검사 키트로 활용될 전망이다. ​  연구 결과는 2021년 12월, 화학 및 분석 분야 국제 학술지 Biosensors and Bioelectronics(IF=10.618, 상위 2.71%)에 ‘RNA polymerization actuating nucleic acid membrane (RANAM)-based biosensing for universal RNA virus detection’이라는 제목으로 온라인 게재됐다. ​  이번 연구는 과학기술정보통신부와 한국연구재단이 추진하는 미래소재디스커버리사업 전략과제 및 연구재료 개발확산지원사업의 지원을 받아 수행됐다.     ​ 연구자 사진 김다정 학생(좌, 공동 제1저자), 한상우 학생 (중간, 공동 제1저자), 이종범 교수(우, 교신저자)  ​

    기획과 1045 2022-01-21 첨부파일 다운로드
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     서울시립대학교가 양자컴퓨팅 분야의 특허 출원 및 획득 부문에서 세계 25등(2019년 기준)을 달성했다. 관련 특허의 발명자는 안도열 석좌교수이다. ​ 유럽연합(EU)산하의 연구기관인 JRC(Joint Reserach Center)의 기술 보고서[Patent Analysis of selected Quantum Technologies]에 따르면 서울시립대학교는 지난 10년간 특허 출원 및 획득 면에서 세계 25등에 올랐다. 이는 일본의 후지츠 및 미국의 스탠포드 대학보다 상위 순위이다. ​ 서울시립대학교는 1998년 과학기술부의 창의적 연구진흥 사업 <양자정보처리연구>를 수주해 당시 거의 불모지였던 국내 양자컴퓨팅 및 양자정보과학 분야 연구에 대한 단초를 제공했다. 연구단장은 안도열 석좌교수가 역임했다. ​  안도열 교수는 반도체 레이저와 양자정보통신에 대한 연구업적을 세계적으로 인정받아 2005년 IEEE 펠로우, 2009년 미국물리학회(APS) 펠로우에 선정됐으며 2016년 일리노이대학교 탁월한 동문상 (Distinguished Alumni Award)을 수상했다. 지금까지 250여 편의 SCI논문을 발표하고 40여건의 국제특허를 획득했다. 안 교수는 2020년 9월 미공군에서 선정한 혁신적인 양자기술 연구자 후보로 선정되어 2021년 3월부터 미공군 연구소에서 발주한 양자컴퓨팅 최적화 과제를 수행하고 있다.   ​ 이번 성과를 토대로 서울시립대학교는 4차 산업혁명의 핵심 기술인 양자컴퓨팅 분야에서 지속적으로 연구 역량을 발휘할 전망이다.

    기획과 912 2022-01-18 첨부파일 다운로드
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    - 신소재공학과 송오성 교수 연구팀과 케이디티 다이아몬드와의 공동연구 및 기술이전 성과 - 마이크로웨이브 플라즈마 화학기상 공정으로 보석용 1.27캐럿 다이아몬드 합성, 가공 ​​ 서울시립대학교(총장 서순탁) 신소재공학과 송오성 교수 연구팀은 2021년 12월 31일 마이크로웨이브 플라즈마 화학기상 공정으로 보석용 고품질의 무색투명한 1.27 캐럿의 다이아몬드를 성장, 가공하는 데 성공했다.  이번 성과는 2020년부터 코로나의 어려움을 뚫고 케이디티다이아몬드 (대표 강승기)와의 공동연구, 기술이전으로 진행됐으며, 올해부터는 우리나라가 다이아몬드 생산국이 되었다는 큰 의미가 있다.​ 보석용 합성다이아몬드는 천연다이아몬드와 동일한 성분으로 구성되고 물리화학적으로 동일한 특성을 가진다. 천연다이아몬드보다 품질이 우수한 신소재로 천연다이아몬드가 산출되지 않는 우리나라의 경우 천연다이아몬드의 수입대체 효과와 수출을 기대할 수 있다.​ 마이크로웨이브 플라즈마 화학기상공정은 다이아몬드를 합성하는 데 전자레인지에 쓰이는 마이크로웨이브 에너지를 이용해 수소와 메탄 가스를 주입해 고밀도 플라즈마를 형성하고, 50개 이상의 캐럿 크기 다이아몬드 단결정을 생산하는 신공정이다. 기존의 합성다이아몬드를 만드는 데 주로 쓰인 고온고압 공정에 비해 안전하고 친환경적이며, 대도시 중심부에서도 고품질의 다이아몬드의 대량생산이 가능한 방법이다. 송오성 교수는 “이번 연구는 서울시립대 산학협력으로 케이디티 다이아몬드와 공동연구로 추진되었으며, 우리나라가 보석용 다이아몬드 생산국이 되었다는데 큰 의미가 있다”며 “올해는 2캐럿급 다이아몬드의 양산 체계와 연간 10만 캐럿 다이아몬드 생산이 가능하도록 더욱 연구에 매진하겠다.”라고 밝혔다. 

    기획과 765 2022-01-13 첨부파일 다운로드
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    - 자연유래 DNA를 이용해 저비용으로 차세대 전자소자 개발 가능  서울시립대(총장 서순탁) 화학공학과 이종범, 문홍철 교수 연구팀이 자연에서 추출한 비특이 염기서열을 가진 DNA를 사용해 DNA 하이드로젤 소재를 개발하고 전기변색 디스플레이로 응용하는 데 성공했다.  연구팀은 기존의 복잡한 제작공정 없이, 자연에서 추출한 연어정자 DNA를 사용해 우수한 기계적 물성을 가진 하이드로젤을 제작했다는 점에서 신규성이 있다고 밝혔다. 특히, 제작된 DNA 전자소재는 원하는 모양으로 쉽게 성형할 수 있고 생분해성을 갖기 때문에 QR 코드 등 맞춤형 전자소자로 활용하고 원하는 시점에 제거할 수 있다. ​ TM T  <연구 관련 사진> 이종범, 문홍철 교수 연구진은 “이번 연구는 자연에서 추출한 저비용의 DNA를 차세대 전자소자에 적용한 사례”라며 “DNA와 비올로겐(viologen)의 이온 상호작용 원리에서 영감을 받아 오랜 기간 긴밀히 융합연구하여 성공적인 결과를 도출했다.”라고 전했다. ​ 이번 연구는 이종범, 문홍철 교수(공동교신저자)와 전현수(공동 1저자, 화학공학과 석사 졸업), 김용민(공동 1저자, 화학공학과 석박사통합과정)연구원이 주도했다. 연구 결과는 'DNA Optoelectronics: Versatile Systems for On-Demand Functional Electrochemical Applications’이라는 제목으로 미국 화학회에서 발간하는 재료·화학 분야 국제학술지인 <ACS NANO> (Impact factor:15.881)온라인 게재됐다. ​ 본 연구는 4단계 BK21사업, 과학기술일자리진흥원의 연구재료개발확산 지원사업과 한국연구재단의 소재융합혁신기술개발사업의 지원을 받아 수행됐다.  ​[서울시립대학교 화학공학과 연구팀(좌에서 우 순으로): 이종범 교수 (공동교신), 문홍철 교수 (공동교신), 전현수 석사졸업생 (공동1저자), 김용민 석박사과정생 (공동1저자)  

    기획과 698 2022-01-06 첨부파일 다운로드
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    - 그래핀과 2차원 반도체 경계면의 속박 전하를 활용한 전자소자 개발 가능성 제시​​ 서울시립대학교 물리학과 & 스마트시티학과 장영준 교수 연구팀이 울산대 물리학과 김정대 교수 연구팀, 연세대 신소재공학과 알로이시우스 순 교수 연구팀과 공동으로 그래핀과 이차원물질 경계면에서의 속박 전하 현상을 밝혀 새로운 전자소자의 개발 가능성이 유망한 이종접합 구조를 구현했다.​ 본 연구팀은 분자살켜쌓기(MBE) 증착기법을 사용하여 그래핀 단일층과 ReSe2 단층의 이종접합 구조의 합성에 성공했고, 주사터널현미경(STM) 분석기법으로 이종접합면 사이에 존재하는 새로운 전하분포를 확인했다. 제일원리계산 기법을 이용해 관측된 전하분포는 찌그러진 ReSe2 원자구조에 의해서 그래핀의 전하가 접합계면에 속박된 결과임을 밝혀냈다. ​ 김정대 교수와 알로이시우스 순 교수, 장영준 교수, 찐티리(Thinh Thi Ly) 박사후연구원, 이윤재 대학원생, 최병기 박사후연구원은 “본 연구로 구현한 그래핀/이차원물질 이종접합의 속박 전하 현상은 이종접합을 이용해서 고속 전자소자 특성을 조절하는 새로운 방향”이라며 “앞으로 전자소자, 광전자소자와 같은 분야에 응용할 수 있을 것” 이라고 예측했다. ​ 연구 결과는 네델란드 엘세비어 출판사에서 발간하는 재료과학(코팅&박막)분야 최상위 국제학술지인 Applied Surface Science (Impact factor: 6.707)에 12월 14일, ‘Direct observation of trapped charges at ReSe2 and grapahene heterojunctions’라는 제목으로 게재됐다.​ 본 연구 성과는 과학기술정보통신부와 한국연구재단이 추진하는 기본연구자지원사업, 중견연구자지원사업 및 학문후속세대지원사업 및 산업통상자원부의 지원으로 수행됐다. 찐티리 박사후연구원 (좌1, 공동 제1저자), 이윤재 학생 (좌2, 공동 제1저자),  최병기 박사후연구원 (좌3, 공동 제1저자)   ​장영준 교수 (좌1, 공동 교신저자), 알로이시우스 순 교수 (좌2, 공동 교신저자), 김정대 교수 (좌3, 공동 교신저자)

    기획과 933 2021-12-17 첨부파일 다운로드
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    ​ 서울시립대 신소재공학과 김영욱 교수가 13일, 밴쿠버에서 개최된 환태평양 세라믹협회 컨퍼런스에서 미국 세라믹학회가 수여하는 2021 사무엘 게이즈빅 팩림 인터내셔널 어워드(Samuel Geijsbeek PACRIM International Award)를 수상했다. 김영욱 교수는 세라믹 과학 분야에서의 우수한 연구 성과를 비롯해 미국세라믹학회와 Wiley가 발행하는 SCI 저널인 International Journal of Applied Ceramic Technology의 편집장 및 국제학회의 심포지움 조직위원장 등 관련 학회에 이바지한 공로를 인정 받아 수상하게 됐다. 김 교수는 2016년 미국세라믹학회 석학회원(Fellow)으로, 2018년에는 세계세라믹한림원의 한림회원으로 선정됐으며, 2022년에는 유럽세라믹학회의 명예 석학회원(Honorary Fellow)으로 추대될 예정이다. 지금까지 260편의 SCI 논문과 59건의 국내외 특허를 등록했다. 이와 함께 한국세라믹학회 학술상(2015), 미국세라믹학회 글로벌 스타 어워드(2017), 유럽세라믹학회 리차드 브룩 어워드(2019) 등을 수상한 바 있다. 사무엘 게이즈빅 팩림 인터내셔널 어워드는 환태평양 세라믹협회가 소속 회원을 대상으로 세라믹과 유리 공업 분야에 있어서 산업/학문적 영향력, 국제적인 지지, 가시적인 성과를 얻은 학자의 업적을 치하하기 위해 주는 상이다.                  

    기획과 857 2021-12-15 첨부파일 다운로드