성균관대학교 산학협력단

물리학과 최광용 교수 물리학과 최광용 교수 연구팀이 스핀-1/2 카고메 격자(kagome lattice)에서 이론적으로 예측된 특이한 자기 상태인 1/9 자화 플래토(magnetization plateau)를 실제 물질 YCu₃(OD)₆+xBr₃−x (x ≈ 0.5)에서 실험적으로 구현하는 데 성공했고, 스핀 간 강한 양자 얽힘(quantum entanglement)이 플래토 형성에 핵심적인 역할을 한다는 실험적 증거를 제시했다. 양자 스핀 액체(quantum spin liquid)는 전통적인 자성 물질과 달리 절대온도 0K에서도 자기적으로 정렬되지 않으며, 스핀들이 장거리 양자 얽힘을 유지하면서 위상적 양자 상태를 형성하는 특성을 가진다. 특히, 카고메 격자는 삼각형이 모서리를 공유하는 2차원 결정 구조로, 반강자성적으로 정렬된 스핀들이 기하학적 좌절(geometrical frustration) 때문에 특정한 배치를 이루지 못하고 강한 양자 요동을 유지한다. 이러한 성질 덕분에 카고메 격자는 양자 스핀 액체와 같은 새로운 양자 위상(quantum phase)을 탐색하는 데 이상적인 모델 시스템으로 간주된다.

2025-03-13

기계공학부 김태성 교수 · 김건형, 이진형, 석현호, 강태우 연구원 기계공학과 김태성 교수 연구팀이 성균관대 권석준 교수 연구팀과의 공동 연구를 통해 반데르발스 위상 절연체 내 무작위적으로 발현된 격자 대칭 붕괴 특성을 규명하고, 이를 기반으로 위상 절연체 기반 차세대 양자 암호화 기술 (Physically unclonable function, 이하 PUF)을 개발했다. 4차 산업 혁명의 도래로 인한 인공 지능 (Artifical intelligence) 기술의 발달과 함께 사물 인터넷 (Internet of Things) 해킹으로 인한 피해 및 사례가 증가하고 있다. 이는 일상 속 스마트폰과 같은 디바이스 해킹으로 인한 개인 정보 유출 위험이 존재하기에 보안 시스템 개발이 시급한 상황이다. 하드웨어 기반의 보안 소자 PUF는 반도체 제조 공정에서 발생하는 무작위 물리적 변동성을 활용해 물리적으로 복제 불가능한 고유 인식 키를 생성 가능하며, 소형화된 기기에서도 쉽게 구현 가능하여 IoT 기기의 해킹 방지에 적합하다.

2025-03-07

약학과 김기현 교수 · 이서윤 연구원 약학과 김기현 교수 연구팀과 하버드 공중보건대학의 Smita Gopinath 교수 연구팀이 공동으로 Lactobacillus crispatus와 같은 질 유산균이 β-카볼린(β-carboline) 계열의 항염증 화합물을 생산하며, 이는 질의 면역 환경을 안정화하는 데 핵심적인 역할을 한다는 사실을 밝혀냈다. 이번 연구는 유산균이 단순한 유익균을 넘어 인간의 면역 반응을 직접 조절할 수 있음을 보여주는 중요한 결과로 평가된다. 연구팀은 활성추적분리법을 통해 Lactobacillus crispatus가 생산하는 β-카볼린 계열 화합물을 분석한 결과, 페를롤라이린(perlolyrine)이라는 항염증 물질을 발견했다. 이 물질은 면역 세포와 상피 세포에서 염증 신호 전달 체계를 억제하며, 염증 유발 물질인 IL-1β와 IL-6의 생성을 감소시키는 것으로 확인되었다. 생쥐 실험에서는 페를롤라이린이 염증 반응을 최대 77%까지 감소시키는 강력한 효과를 나타냈다.

2025-02-25