[에디슨 프로젝트]<2>나노물리 "나무 대신 숲을 보는 교육 가능해"

나노전자소자·나노소재·나노기반 분야 등 나노물리는 물리적 이해와 응용 융합 주제에 대한 전문 지식이 필요하다. 전자 물질적 특성을 파악하고 반도체 소자 작동 원리를 풀기 위해 많은 수학 방정식을 다뤄야 한다. 가령 전자물성 과목 가운데 `양자우물(Quantum Well)`은 반도체 소자 작동 원리와 관련돼 있다. 반도체 소자 물질 두께·조성이 바뀌었을 때 그 안에서 전자 에너지 값이 변하는 것도 수학 방정식을 이용해 풀 수 있다.

한승우 서울대 교수(왼쪽)와 석사과정생이 에디슨프로그램을 이용해 다이아몬드의 물성을 연구하고 있다.박지호기자 jihopress@etnews.com

그러나 공식이 많고 결론 도출에 시간이 많이 걸린다. 학생이 나노 물리 현상을 이해하기에 앞서 수학 방정식을 푸는데 지쳐버릴 수 있다.

서울대 재료공학부는 1년 전 에디슨 프로그램을 도입했다. 한승우 서울대 교수는 “최근 공학에서 다루는 수학 방정식은 손으로 풀기 힘든 경우가 많다”며 “컴퓨터로 계산을 대신하면 나노물리의 숲을 볼 수 있는 교육 방법을 활용하고 있다”고 말했다. 복잡한 수학공식에 얽매여 진짜 필요한 물리 현상을 파악하지 못하는 상황을 극복하고자 한 셈이다. 한 교수는 “학생 이해를 돕기 위해서는 문제 조건을 바꿔가며 다양한 케이스를 경험해 보는 것이 좋다”며 “에디슨 프로그램으로 반도체 소자 특성을 시뮬레이션하면서 손 댈 수 없었던 문제에 접근할 수 있게 됐다”고 설명했다.

나노물리를 공부하는 학생이 에디슨 덕분에 어려운 수학 공식에서 자유로워졌다. 좀 더 흥미를 가지고 적극적으로 나노물리에 접근할 수 있는 계기가 생긴 것이다. 송호철 서울대 재료공학부 석사 과정생(2년)은 “교과서로 배울 때는 특정 조건에 이상적인 계산만 할 수 있어 현상을 유추하는 수준이었다”며 “에디슨으로 실제 현상을 눈으로 보고 전체적인 원리를 파악할 수 있었다”고 말했다. 서울대 재료공학부에서는 언제 어디서든 인터넷만 연결돼 있다면 접속할 수 있는 에디슨 특성을 이용해 수업 과제로도 활용하고 있다.

KAIST에서도 에디슨 도입 후 학생들이 좀 더 깊이있게 나노물리를 접근하게 됐다. 에디슨 프로젝트 나노물리센터장을 맡고 있는 신민철 KASIT 전기전자공학과 교수는 “단순 이론이나 결과를 전달하던 수준에서 나노물리 관련 시뮬레이션을 직접 수행해 결과에 미치는 요인을 좀 더 정확하게 파악할 수 있게 됐다”며 “탄소 나노튜브·나노 와이어 등 간단한 소자가 아닌 차세대 소자도 정확하게 시뮬레이션 할 수 있어 학부생이 최신 연구 동향을 파악할 수 있다”고 에디슨 도입 성과를 밝혔다.


에디슨은 사용이 어려운 외산 시뮬레이션에 비해 간단하다는 것이 신 교수의 설명이다. 익숙하지 않은 학생들도 큰 어려움 없이 웹에 접속해 수업에 활용할 수 있다는 것도 에디슨의 장점이다. 현재 나노물리 분야 에디슨은 전국 9개 대학 24개 교과목에서 활용되고 있다. 1195명이 에디슨을 사용하고 있다.

권동준기자 djkwon@etnews.com