동대문구 전농동 배봉산 기슭의 14만여평 교지 위에 자리잡고 있는 서울시립대학교는 1918년 개교한 {경성공립농업학교}를 모체로 하여 1950년 {서울농업초급대학}이 설립됨으로써 대학의 기틀이 마련되었다. 1956년에는 4년제 대학인 {서울농업대학}으로 승격, 농업관련분야 학문연구의 전당으로 발전하였으나, 1974년 산업화에 의한 사회변화와 지역특성에 맞는 대학교육의 필요성을 반영하여 농업계 학과들을 과감히 폐지하고 도시관련분야의 학과들로 개편하였고, 교명을 {서울산업대학}으로 변경하였다. 1981년에는 수도 서울을 대표할 수 있는 명실상부한 시립대학으로 발전하기 위하여 교명을 {서울시립대학}으로 변경한 후, 대학원에 석사, 박사학위과정을 설치하였으며, 대학 교육의 필수여건인 각종 부속기관을 완비하고 여러 연구소를 설치하여 광범위한 연구사업을 전개함으로써 손색없는 대학의 면모를 갖추었다. 이러한 토대 위에 1986년 11월 종합대학으로 개편되어 1987학년도부터 {서울시립대학교}로 발전하기에 이르렀다. 그 후에도 학교의 부단한 노력과 서울시의 전폭적인 지원을 바탕으로 그 어느 대학보다 빠르게 성장해 오고 있다. 현재 6개 단과대학에 6개 학부 24개 학과가 있으며, 입학정원은 1,735명에 이르렀고, 1만 8천여 명의 졸업생이 사회 각계 각층에서 중추적 역할을 하고 있다. 지금 교정에는 1만여명의 학생이 학문연마에 매진하고 있다.
서울시립대학교 물리학과는 1992년에 신설된 젊은 학과이다. 비교적 늦은 출발에도 불구하고 이미 정원 30명에 교수수가 7명이며 대학원과정을 갖춘 충실한 학과로 발전하였다. 몇 개의 이론물리분야와 응집물질물리의 실험 및 응용분야에 중점을 두고 있으며 학과의 중장기 발전방향에 따라 빠른 시일 내에 국내의 대표적인 물리학과의 하나로 발전해 나아가려 노력하고 있다. 올 하반기에는 신축중인 이공계 실험동으로 입주할 예정이며 그때에는 교수진뿐만 아니라 시설 면에서도 타 학교의 물리학과와 견주어 손색이 없는 수준에 도달할 것이라 생각된다. 모든 교수들이 의욕적으로 학생들을 지도, 교육하고 있으며 학생들 또한 이에 적극 호응하고 있다. 그 결과 대다수의 학생들이 입학 당시에 비해 현격히 향상된 경쟁력을 갖추어 졸업하고 있다. 우리 학과의 주된 연구분야를 간략히 소개하면 다음과 같다.
실험물리학분야
1. 전자구조연구실
광전자분광학(Photoelectron spectroscopy)을 이용하여 물질의 전자구조를 연구하고 있다. 전자의 자유행정 거리가 보통 수 나노미터를 넘지 않으므로 주로 물질의 표면이 연구 대상이다. 광전자 분광학을 위해 Al과 Mg Kα X-ray 및 He 방전 광원이 사용되고 있어 X-ray 광전자분광학 (XPS)을 통한 내각 전자 준위(Core Level Electronic Structure)의 연구 및 자외선 광전자분광학 (UPS)을 통한 최 외각 전자준위 (Valence Electronic Structure)에 관한 연구를 수행하고 있다. 한편 Low Energy Electron Diffraction (LEED), Auger Electron Spectroscopy (AES), Secondary Electron Microscopy (SEM)나 Scanning Auger Microscopy의 분석장비 및 시료의 가열 및 냉각처리가 초 진공 (UHV) 안에서 작동되어 동일한 시료에 대한 표면 결정구조의 변화에 대한 연구 또는 공간구조 및 원소 성분의 역할에 대한 다양한 연구를 초 진공을 유지한 상태로 가능하여 실험 측정 정보의 유기적 분석이 중요한 연구를 수행할 수 있다.
연구 대상계로는 단원소 금속, 합금, 거대자기저항 물질, 고온 초전도 물질, 반도체 및 응용 반도체 등이 있다. 이러한 대상계의 전자구조 분석을 통하여 응집물질계의 전자행동의 이해라는 학술적인 연구는 물론 물질의 물리적 및 화학적 성질의 이해, 나노미터 크기의 미세구조 조작 및 극한 신물질 개발의 방향성 제시와 같은 응용 학문에 대한 연구를 병행하고 있다.
본 연구실은 물질의 전자구조의 이해를 연구하는 순수 응집물질 물리의 연구자는 물론 응용 물질의 개발을 연구하는 공학자나 기업의 연구자들과 폭 넓은 교류를 통한 협력 연구를 목표로 하고 있다. 따라서 관련 분야의 관심 있는 연구자와의 교류를 환영하며 연락은 아래의 이 메일이나 본 교의 학과사무실로 주시길 부탁드린다. (담당교수: 한문섭 mhan@uoscc.uos.ac.kr)
2. 테라파 과학 연구실
테라파 과학이란 펨토초 (femtosecond) 레이저를 이용하여 테라헤르츠 전자기파 (테라파)를 생성하고 그 특성을 분석하고, 이를 물리, 화학, 생물, 전자공학 등에 응용하는 학문이다. 본 연구실에서는 diode-pumped green laser로 pumping한 femtosecond Ti:sapphire laser의 출력을 반도체 등으로 구성된 광전도체(photoconductor)에 입사하여 테라파를 발생하고, 광전도 샘플링(photoconductive sampling)이나 전기광학 샘플링(electro- optic sampling)으로 검출한다. 이 테라파의 특성은 실험 뿐 아니라 FD-TD 등의 이론적 도구를 이용하여 공간, 시간적으로 분석되고, 이를 바탕으로 응용 분야에 맞는 테라파를 생성한다. 본 연구실의 대표적인 테라파 응용 분야는 반도체 등의 고체의 펨토초 스케일 시변 물성 연구, 다이옥신 등의 유해한 환경 기체 분석, 테라파 이미징 등이 있다. 앞으로는 테라헤르츠 통신을 구현할 수 있도록 하는 각종 테라파용 소자의 연구, 제작에까지 연구 분야를 확대하고자 한다. (담당교수: 손주혁 joohiuk@uoscc.uos.ac. kr)
3. 고체분광학 실험실
본 연구실에서는 강한 상관관계를 갖는 고체의 물성을 분광학적 방법을 사용하여 연구하고 있다. 이들 고체는 전자상호간의 상관효과(correlation effect)가 커서 보통의 띠이론(band theory)이 적용되지 않고 여러 가지 기이한 전기적, 자기적, 구조적 현상을 보이는데 거대자기저항성(CMR)을 보이는 망간산화물, 고온초전도의 구리산화물, Heavy fermion의 희토류화합물, metal-insulator transition을 보이는 전이금속산화물 등이 포함된다. 이들 현상의 기작을 이해하기 위하여 저온 cryogenic system을 사용, 시료의 온도를 4 K까지 변화시키거나 강자기장(20 T)을 걸어 원적외선-적외선-가시광-UV 영역에 걸쳐 전자파에서 반사, 투과, 흡수율 등의 광학적 특성을 측정한다. Floating zone single crystal growing machine, crystal annealing furnace를 보유하고 있으며 FTIR spectrometer, 저온(액체헬륨) cryogenic system 등을 보유할 예정이다. 포항가속기 beam line과 국립고자장연구소(미국 Florida)에서도 실험이 진행된다. (담당교수: 최은집 echoi@uoscc.uos. ac.kr)
이론물리분야
응집물질 실험과 더불어 이론물리분야는 우리 물리학과의 중점분야 중 하나로서 입자물리 이론과 중력이론, 응집물질 이론의 분야에 4분의 교수가 있다. 각 연구분야를 소개하면 다음과 같다.
장이론을 바탕으로 소립자 물리학의 전 분야에 관심이 있으며 특히 솔리톤의 구조와 성질 등에 많은 관심을 갖고 있다. 방법론적으로는 여러 다른 에너지 스케일을 포함하는 이론의 저에너지 유효 장 이론의 계산 방법을 연구해오고 있으며 같은 맥락에서 유한 온도에서의 장이론에도 많은 관심을 가지고 있다. 최근에는 컴퓨터를 이용한 물리 교육 방법 개발에도 노력을 기울이고 있다. (담당교수: 민현수(소립자물리학 이론) hsmin@dirac.uos.ac.kr)
대표적 중력이론인 일반상대성 이론과 그 외의 여러 이론들을 통하여 블랙홀과 같이 강한 중력장과 관련된 제반 현상들에 대해 연구해오고 있으며 궁극적으로는 물질의 기본구조 및 이들을 지배하는 근본원리를 이해하는 것을 목적으로 삼고 있다. 시공간의 미세구조 및 양자 중력이론에 대해 지대한 관심을 가지고 있다. (담당교수: 이주한(중력 이론) joohan@kerr.uos.ac.kr)
소립자 물리학 전반에 관하여 관심이 있으나 소립자 현상론을 별로 다루지 않으며, 오히려 자연계의 모든 근원적 현상들과 그 원리를 규명하는 데 주로 관심을 가지고 있다. 이들은 우주론, 중력으로부터 양자계산, 물리생물학, 진화와 인간 의식의 자연과학적 규명 같은 것들을 포함한다.
특히 최근에 다루는 것은 자기 단극자와 이중성, 비아벨장 자기 단극자 사이의 상호작용, 초 중력 이론과 등각이론 이중성 등을 포함한다. 그 밖에도 블랙홀, 양자 중력 이론, 우주론, 중력의 홀로그램에 의한 이해 등을 연구하고 있다. (담당교수: 박동수(소립자물리학 이론: 장이론, 초끈이론 및 중력) dsbak@mach.uos.ac.kr)
제일원리 전자구조계산을 많이 사용하고 있는데 이 이론은 물질을 이루는 원자와 전자들간의 상호작용을 양자역학적으로 기술하는 방법으로 물질의 물리적, 화학적, 전기적 성질 등 다양한 물질의 특성들을 이해하고 설명하는데 현재 널리 이용되고 있다. 본 연구실에서는 반도체, 금속, 산화물, 자성물질의 물리적 특성에 대한 학술적 연구와 신물질, 신기술 개발에 대한 연구를 병행하여 수행하고 있다. 특히 응용 면에서는 반도체 메모리기술의 미세화를 위해 중요한 접합금속화합물(금속실리사이드)의 구조적, 전기적 특성을 연구하고 있으며, 장래에는 이론적인 계산을 통하여 새로운 차세대 접합금속실리사이드를 개발하려고 한다. 고전압, 고온, 고성능 전자소자로 기대를 모으고 있는 차세대 다이아몬드 반도체 제조에 관한 기술개발도 진행 중에 있으며 현재 이와 관련하여 특허를 출원 중에 있다. 본 연구실은 계속적인 양질의 연구를 수행하기 위하여 본교 물리학과내 연구그룹, 그리고 국내, 국외 연구기관과의 공동연구를 기획하고 있고, 특히 국외적으로는 독일 베를린에 있는 막스플랑크 연구소, 일본 NEC 연구소, 일본 금속재료 연구소 등과의 폭넓은 교류를 할 예정이다
(담당교수: 유병덕(응집물질물리 이론) ybd@newton.uos.ac.kr)
(관련링크) 서울시립대학교 물리학과 홈페이지