서울대 못지않은 연구환경…국내 최고 연구진들과 협업…기업에 최적화된 인재 양성

“지방대에서 무슨 연구를 하냐고요? 뭘 모르시는 말씀. 서울대나 KAIST(한국과학기술원) 부럽지 않은 환경에서 최고의 연구를 할 수 있어요. 지방대는 단순한 장소일 뿐 어떤 장애도 되지 않습니다. 과학자는 논문으로 말한다는 절대 명제에 비춰 보면 이곳보다 좋은 곳도 찾기 힘듭니다.”

주성중(35) 박사는 한국에서 흔히 말하는 ‘마이너’ 대학 출신이다. 고려대 세종캠퍼스 디스플레이반도체물리학과가 그의 고향이고, 세종캠퍼스 스핀소자 연구실이 현재 직장이다. 하지만 주 박사는 지난달 31일 세계 최고의 과학저널 ‘네이처’에 제1저자로 논문을 게재했다.

네이처 논문 게재는 단순히 주 박사의 이력서에 한 줄이 보태진다는 의미가 아니다. 네이처가 어떤 곳인가. ‘사이언스’와 함께 전 세계에서 가장 빛나는 연구성과들이 엄선되는 곳. ‘교수 채용 보증수표’로 불리는 곳. 그래서 과학자라면 누구나 평생 한번 이름이 오르기를 소망하는 곳이 아니던가. 한국 대학 중 상당수가 네이처에 논문을 올리는 소속 연구자에게 1억~3억원의 포상금을 내걸고 있다. 성과주의에 대한 비판도 있지만 네이처가 연구자 개인은 물론 학교의 명성에도 큰 영향을 미치기 때문에 가능한 일이다.

주 박사의 논문은 기존 실리콘 반도체를 대체할 수 있는 ‘다기능 스핀 논리소자’의 개발 원리와 과정을 서술하고 있다. 기존 반도체에 비해 저전력·초고속·고성능 정보처리가 가능하고 상온에서도 작동이 가능한 것이 핵심이다. 이 논문은 네이처 1월 31일 자 온라인에 게재됐고, 오는 7일 ‘주목할 만한 논문’ 코너에 실려 책으로 나온다.

차세대 반도체 시장은 삼성전자, SK하이닉스 등을 비롯한 전 세계 반도체 업계가 막대한 돈을 쏟아붓는 최첨단 기술의 경연장이다. 남다른 아이디어 구현과 기술 개발이 어려울 수밖에 없다. 일개 지방대 박사에 불과한 주 박사의 논문에 물리학계가 주목하는 이유다. 초고가 장비와 최고 연구진들의 성과로도 해결하지 못한 난제들을 극복했기 때문이다. 주 박사의 네이처 논문 게재는 1980년 학교가 문을 연 이후 처음이다. 과연 그는 학교와 연구실에서 어떤 유전자를 얻은 것일까.

주 박사는 그 답을 지도교수인 이긍원(51) 교수와 연구실 환경에서 찾는다. 서울대 물리학과를 졸업하고 미국 텍사스 A&M에서 석·박사 학위를 받은 이 교수는 1994년 세종캠퍼스(당시 서창캠퍼스)에 부임했다. 초창기 상황은 막막하기만 했다. 우수한 학생은 둘째 치고 물리현상을 관측할 수 있는 기본적인 장비조차 없었다. 이 교수는 “이 시기에 일본 연구진은 당시 30억원 수준인 장비를 연구실마다 하나씩 갖추고 있었지만 한국의 지방대에서는 엄두도 못내는 상황이었다”면서 “결국 연구비를 모아 고물상을 전전하며 학생들과 함께 진공장비를 만들기 시작했다”고 말했다. 본격적인 연구가 시작된 것은 2000년. 사실상 7년을 연구 환경을 마련하는 데 흘려보낸 것이다. 무엇보다 같이 의논할 동료가 없다는 것이 이 교수의 고민이었다. 그는 “규모가 작은 지방대이다 보니 연구에 대해 의견을 나눌 같은 전공의 교수가 없었다”면서 “젊은 연구진의 앞길을 열어주거나 아이디어를 제공할 수 있는 대가에 대한 갈망이 컸다”고 말했다.

이 교수는 그저 그런 학생을 받아 기계적으로 졸업시키는 교수가 되고 싶지 않았다. 그러기 위해서는 ‘지방대 패배주의’를 타파해야 한다고 동료 교수들과 뜻을 모았다. 우선 디스플레이반도체물리학과 내의 다양한 전공으로 구성된 연구진과 연구 시설물을 공동으로 활용할 수 있는 ‘클린룸’을 만들고, 기초부터 응용까지 연구를 일괄적으로 진행할 수 있는 공정라인을 구성했다. 자신의 연구비로 구매한 ‘내 장비’에 익숙한 교수들도 동참하기 시작했다. 교수들이 함께 움직이니, 학교도 지켜볼 수만은 없었다.

공동연구는 학생들의 지도에도 적용됐다. 대학원생은 서로 다른 학문적 배경을 쌓을 수 있도록 전공이 다른 교수들이 함께 지도했다. 주 박사 역시 자성전문가인 이 교수와 반도체 전문가인 같은 과 홍진기(46) 교수의 지도를 받으면서 두 분야를 함께 살펴보는 능력을 쌓았다. 홍 교수는 이번 네이처 논문의 교신저자이기도 하다.

학교 내에서 해결할 수 없는 한계는 학교 밖에서 길을 찾았다. 신지 유아사 일본 산업기술총합연구소 박사, 요시시게 스즈키 일본 오사카대 교수, 자가디시 무데라 미국 매사추세츠공대 교수, 행크 스왁특 네덜란드 에인트호번대 교수 등은 정기적으로 스핀소자 연구실을 찾아 연구에 대한 의견을 교환한다. 국내에서도 기초과학지원연구원, 표준연구원 등 정부출연연구소와 대학 교수들이 학기마다 연구실에서 세미나를 연다. 특히 학생들에게 인기가 많은 것은 학기마다 8차례씩 열리는 최고기술책임자(CTO) 강좌다. 석박사 통합 4년차인 김동석(26)씨는 “삼성전자 디스플레이 연구소장, SK하이닉스 마케팅 상무 등 기술과 산업의 최전선에 있는 전문가들이 연구실에서 회사의 연구개발 방향과 산업의 흐름을 말하는 것을 듣다 보면 연구에 대한 아이디어는 물론, 연구실에 대한 자부심이 쌓인다”고 말했다. 이어 “다른 학교에 다니는 친구들이 가장 부러워하는 부분”이라고 덧붙였다.

연구도 협력에서 이뤄진다. 이 교수는 “더 우수한 연구진과 머리를 맞대면, 훨씬 나은 결과물이 나온다”면서 “시설과 교수의 수가 열악한 환경에서는 대형 연구집단을 구성해 성과를 낼 수 있다”고 강조했다. 스핀소자 연구실은 신경호 한국과학기술연구원(KIST) 박사, 정명화 서강대 교수, 박재훈 포스텍 교수 등 국내 최고 연구진과의 협업을 10년 넘게 이어오고 있다. 피지컬 리뷰 레터, 어플라이드 피직스 레터 등 세계적 물리학 저널에 30편이 넘는 논문을 낼 수 있었던 비결이다.

이 교수와 주 박사는 지방대의 활로로 ‘매개체 역할’을 들었다. 현재 한국 사회에서 대학의 가치는 취업으로 평가된다. 하지만 대기업의 경우 서류 전형으로 사람의 대부분을 판단하기 때문에 지방대 출신이 비집고 들어갈 여지가 크지 않다. 결국 기업이 원하는 최적화된 인재를 만들어 내는 것만이 지방대가 살 길이라는 것이다. 이 교수는 “반도체 물리학의 경우 기초과학과 공학의 구분이 뚜렷하기 때문에, 그 중간을 연결해줄 인력이 오히려 부족하다는 사실에 착안했다”면서 “대학시절에는 기초를 갈고 닦은 후 대학원에서는 반도체 공정까지 가르쳐 대기업들이 탐내는 인재로 키워내려 했다”고 말했다.

이런 교육 덕분에 디스플레이반도체물리학과 졸업생들은 삼성전자를 비롯한 반도체 업계에서 승승장구하고 있다. 지난해에는 학과 졸업생인 김기현 박사가 고려대 안암캠퍼스의 방사선과 교수로 역수출되기도 했다. 자연과학계가 공통적으로 겪고 있는 실업난 역시 이 학과에는 적용되지 않는다. 지난해 기준 취업률은 77.7%. 물리학과 중 전국 2위에 해당한다. 이 교수는 “기초과학을 연구하고 학생들에게 미래의 직업을 구해주는 것은 지방대 입장에서는 쉽지 않지만 꼭 풀어야 할 숙제”라면서 “혼자 할 수 없는 것은 함께하고 더 많은 파트너를 찾는다면 지방대라고 해서 반드시 2~3류가 되어야 하는 것은 아니다”라고 말했다. 이어 “특히 등하교나 출퇴근에 소모되는 시간을 공부와 연구에 쓸 수 있는 장점은 외국의 명문대가 왜 모두 시골에 있는지가 말해준다”고 덧붙였다.

글 사진 세종 박건형 기자 kitsch@seoul.co.kr