표준연, 한·일 공동연구로 불변하는 저항표준 검증

한국표준과학연구원(원장 박상열)이 메가옴(㏁) 단위의 고저항 표준을 구현하는 데 결정적인 역할을 했다.

표준연은 채동훈 전자기표준센터 박사팀이 일본 표준기관인 'NMIJ' 연구진과 함께 양자저항 연결로 만든 1㏁ 고저항 값이 시간이 흘러도 불변한다는 양자역학 성질을 처음으로 검증했다고 19일 밝혔다.

양자홀 고저항 어레이의 소자 회로도와 자기저항측정결과
양자홀 고저항 어레이의 소자 회로도와 자기저항측정결과

저항은 전자기기가 제대로 작동하기 위한 회로 기본 요소다. 저항 표준은 이 저항을 믿고 활용할 수 있도록 기준을 잡는다.

문제는 기존 저항 표준값이 현재 과학기술 발전에 뒤떨어진다는 점이다. 1980년대 발견해 사용하는 '양자홀 저항'이 10 킬로옴(㏀) 수준에 불과하기 때문이다.

표준연은 '저온전류비교기'를 이용해 1㏁을 측정해 불확도 1억분의 1 수준의 초정밀 저항값을 측정했다. 고저항 구현은 일본이 했다. 100여개 양자홀저항을 직렬 연결한 '양자홀 고저항 어레이'를 제작·활용했다.

채동훈 표준연 책임연구원이 불변의 양자 고저항을 측정하고 있다
채동훈 표준연 책임연구원이 불변의 양자 고저항을 측정하고 있다

연구팀은 이번 결과를 과학계와 산업 전반에 다양하게 쓸 수 있다고 설명했다. 미세먼지 농도, 얌치료 방사선량을 비롯한 고도의 전류 측정 분야에 혁신을 가져온다.

채동훈 박사는 “양자 고저항은 국민의 삶과 직접 연관되는 수 많은 분야에 활용할 수 있다”며 “전류 단위인 암페어 재정의에 중요 역할을 할 '단전자전류원' 정밀 평가에도 사용 가능하다”고 말했다.

대전=김영준기자 kyj85@etnews.com