“빛처럼 환한 미래를 열다”

나노광전자학과는 올해 신설된 ‘핫한’ 학과로 미래 IoT 신산업 및 4차산업의 기반이 되는 광공학과 레이저, 그리고 나노반도체 분야를 중점적으로 교육하고, 고도 첨단기술 개발을 주도할 창의적 전문 인력을 양성하기 위해 신설되었다. 나노광전자학과라는 이름은 다소 낯설게 느껴진다. 어떻게 만들어졌고, 무엇을 배울 수 있을까?

 

나노광전자학과의 어제- 창의적 전문인력 양성을 위해

ERICA 제2과학기술관 6층에 도착하면 먼저 눈에 띄는 것은 여러 연구실이다. 분광학연구실, 반도체광자응용연구실, 첨단레이저연구실, 나노물질연구실…. 새로 지은 듯 깔끔하고 산뜻해 보이는 연구실과 기자재들이 보는 이를 반긴다. 이곳에는 이를 비롯해 나노광전자학과의 다양한 공간들이 자리를 잡고 있다.

나노광전자학은 LED와 광측정, 레이저 등을 포함하는 ‘광공학’ 분야와 광반도체 및 태양전지 소자, 광전자 소자 등을 포함하는 ‘나노전자’ 분야의 융합을 통해 탄생한 학문이다. 이 두 분야는 현재 산업 기술에서 상호보완적인 관계로 아주 밀접하게 닿아 있지만, 이전까지 국내에서는 이를 융합하여 중점적으로 교육하는 곳은 없었다. 그러다 ERICA에서 처음으로 올해 ‘나노광전자학과’가 탄생하게 됐다. 무엇을 어떻게 배우고, 트랙은 어떻게 나뉘어 있을까? 전망은? 나노광전자학과에 대한 궁금증에 대한 답은 김지원 교수에게 자세히 들을 수 있었다.

Q: 학과 설립 계기가 궁금하다. 기존 응용물리학과・전자공학부 교수님들이 주축이 되어 결성됐다고 하던데?

김지원 교수: 2016년 정부가 프라임 사업을 통해 산업현장에서 필요한 인력 양성을 지원한다는 이야기가 나왔다. 이후 응용물리학과의 광학 전공 교수님과 전자공학부 교수님을 중심으로 정부 사업에 부합하는 인재를 양성하기 위해 광학과 전자공학이 융합된 학과를 만들어보자는 의견이 제기되며 설립이 구체화되었다. 두 학과 교수진들은 이미 2004년부터 산학협력중심대학 융성사업의 일환으로 협력 연구를 진행하며, ‘융합’의 밑바탕을 다지고 있었다.

응용물리학과와 전자공학부는 학생 교육을 위해 대승적 차원에서 지지해주었다. 학과 신설 초기에 필요한 커리큘럼과 실험실 구축에도 적극적으로 협조했다. 나노광전학과는 과학기술융합대학에 자리를 두고 있으며 이학과 공학 교육의 융합을 지향한다. 이런 융합 형태의 나노광전자학과 설립은 국내에서 유래를 찾기 어려운 예라고 할 수 있다.

오늘- 4차산업혁명의 기반을 닦는다

Q: 나노광전자학과는 IoT광공학, 나노반도체공학, 레이저광공학 등 3개 트랙으로 나뉘어 특성화 교육을 실시한다. 각기 어떤 교육을 받을 수 있나?

김 교수: 이학과 공학 교육의 융합을 이루어 기초가 튼튼하면서도 실전에 강한 전문 인재 양성을 목표로 교육 과정을 구성하였다. 우선 1, 2학년 때는 기초 과학・공학 교육에 중점을 두어 기초를 튼튼히 다지고, 3, 4학년이 되면 3개의 전공 트랙으로 나누어 심화된 교육을 수행한다.

IoT 광공학 트랙은 IoT 기술 분야의 핵심인 신호처리, 광통신, 디스플레이, 센서, 광전자 소자 분야 등의 교육에 초점이 맞추어져 있고, 레이저광공학 트랙은 현재 산업 분야에 핵심 기술로 사용되고 있는 레이저 관련 기술을 기초부터 응용까지 배울 수 있도록 교육 과정을 만들었다. 나노반도체공학 트랙에서는 IoT 광공학에서 핵심으로 사용하는 반도체 소자 및 광전자 소자, 소자 제작 공정을 이론으로 배울 뿐 아니라, 실제 광반도체 소자를 직접 제작해볼 수 있다.

Q: 나노광전자학과에서 PBL(프로젝트 수행 중심) 실험실습 교육은 어떻게 이루어지는지?

김 교수: 나노광전자학과의 PBL 중점 과목들은 2학년 이후 실험과목들로 구성하고 있다. 실험 수업은 기본부터 학생들이 스스로 참여해보는 데 초점을 맞춘다. 기본 부품과 장비들을 바탕으로 학생들은 직접 3~4주에 걸쳐 직접 실험 장치를 구축하고, 실험을 통한 결과를 측정하고 분석한다. 각 트랙마다 기초 실험부터 전문 실험까지 연결되는 프로젝트형 실험실습 프로그램을 구축하고 있다.

특히 3학년부터는 교수 연구실에서 교수진과 함께 실제 프로젝트 연구개발에 참여할 수 있도록 독려하고 지원할 계획이다. 연구실 기자재는 1학년부터 적극 활용할 수 있도록 지원할 것이다. 이러한 교육을 바탕으로 학과 졸업생들이 배운 것을 실제 현장에서 바로 적용 및 활용하도록 돕는 것이 목표이다.

Q: 4차산업혁명은 국내뿐 아니라 세계적으로도 핵심 키워드로 손꼽힌다. 나노광전자학과에서는 어떤 역할을 할 수 있을까?

김 교수: IoT 기술은 4차산업혁명의 핵심 기술로 빅데이터와 인공지능, 로봇 등을 모두 연결하는 척추 역할을 한다. 이 기술의 핵심은 센서를 통해 획득하고 처리한 정보를 빠르게 전송하는 것인데 모두 빛, 즉 광기술로 수행된다. 나노광전자학과는 이 광기술을 다루는 학문인만큼 IoT 기술 분야의 전문 인력을 양성하여 국가 산업발전에 이바지할 수 있다.

그리고 내일- 미래를 여는 인재들을 위한 공간

Q: 나노광전자학과의 졸업 후 취업 및 전망은 어떠한가?

김 교수: 학과 교수들이 이미 여러 관련 분야 기업들과 밀접한 관계를 가지고 있는 만큼, 기업과의 협의를 통하여 기업들이 원하는 맞춤형 교육 과정을 개설하려고 한다. 그리고 동시에 MOU를 맺어서 현장실습과 재학생들을 위한 장학금 혹은 졸업 후 관련 기업 취업 프로그램 개설을 추진할 계획이다. 이미 여러 기업에서 학과에 관심을 가지고 있을 뿐 아니라, 개별적으로 방문을 하고 소개하는 자리를 가지기도 하였다. 광기술이 4차 산업시대를 이끌 핵심 기술인만큼 앞으로의 취업 전망은 매우 밝다.

Q: 나노광전자학과에서 필요로 하는 인재는 어떤 사람일까?

김 교수: 연구와 실험은 끝없는 실패 끝에 성공을 얻어내는 일이다. 때문에 실패에 쉽게 좌절하지 않고 강한 인내력과 실천력을 바탕으로 끝까지 도전할 수 있는 인재가 필요하다고 생각한다. 강한 열정으로 똘똘 뭉친 창의적 인재 또한 꼭 필요하다. 거기에 덧붙여 과학과 공학의 융합 기술 분야에 흥미가 많은 학생, 그중 특히 빛과 관련된 분야에 관심이 많은 학생이라면 나노광전자학과에서 빛을 발할 수 있다.

융합시스템으로 과거와 현재, 미래를 잇다

작년 한 인터뷰에서 차민철 교수는 나노광전자학과 설립 동기를 말하며 ‘원천기술의 중요성’을 지적했다. 새로운 원천기술이란 분야 전체를 아우르고 흩어진 부분들을 융합하는 과정에서 나오는데, 그러려면 융합 시스템을 토대로 한 학과가 필수적이라는 말이었다.

나노광전자학과는 원천기술은 물론 미래 IoT 시대를 열기 위해 연구하는 인재들의 꿈을 지원하고 격려한다. 융합의 필요성을 느꼈던 ‘어제’를 건너, 착실하게 밑바탕을 쌓아가는 ‘오늘’을 바탕으로, 환하게 빛나는 ‘내일’을 준비하고 있다.

나노광전자학 연구는 우리에게 맡겨라!
나노광전자학과의 연구실들

분광학연구실: 엘립소미트리 방법을 이용하여 표면 및 박막 구조를 분석하는 연구 및 측정 장치를 제작하는 연구를 수행한다. 이 분광법은 이미 반도체 표면, OLED 표면 등을 검사하는 방법으로 널리 알려져 있으며 최근 소자가 더욱 얇아지고 박막화되면서 수요가 늘고 있다.

반도체광자응용연구실: 반도체 기술과 광자기술을 융합한 각종 반도체 광전자 소자를 연구하고 있는데 국내 최고 수준의 관련 분야 측정 장비 연구실을 구축하고 있다. 응용 분야는 대표적으로 조명용 LED, 디스플레이용 OLED, 광통신용 레이저, 광변조기, 광검출기 등이 있다.

첨단레이저연구실: 현재 산업, 군사, 의료, 학문 등 광범위한 분야에 필수적으로 사용되고 있는 레이저를 연구・개발하고 그 응용 분야를 탐구한다. 그중 특히 산업계로부터 요구가 많은 고출력 레이저를 중점적으로 연구하고 있다.

전산양자물질연구실: 기본적으로 물질의 전기적・광학적 성질을 수리적인 방법으로 이해하려는 연구를 하는데, 고체 속에서의 전자의 상태는 양자역학적으로 다루어야 하므로 이에 따른 문제들을 계산을 통해 이해하는 연구를 하고 있다.

나노물질연구실: 나노기술 발전에 필요한 기초연구를 수행한다. 주요 관심사는 나노광전자 소자에 쓰이는 1~2차원 나노물질의 역학적・전기적 특성을 분자 수준에서 온전히 설명하는 데 있다.

차세대나노소자연구실: 반도체 기반 차세대 공정기술을 바탕으로 센서와 디스플레이, 웨어러블, LED 등을 연구하며 이를 기반으로 바이오와 에너지 기술과의 응용연구를 진행한다. 중점적으로는 차세대 나노물질 합성 및 성장, 마이크로/나노 반도체 공정, 광-구조의 전기적 측정 및 분석기술을 결합한 기초연구와 산업응용연구를 목표로 하고 있다.

 

Posted by hyuerica