처음 이 연구를 시작할 때까지만 해도 이황화몰리브덴에 대해 알려진 바가 많지 않았다. 때문에 연구진은 황무지를 개척하듯 연구에 도전했고 수많은 시행착오를 겪기도 했다. 게다가 성공률도 매우 낮은 상황이었으므로 실패할 위험성을 안은 채 연구를 시작해야만 했다. 하나의 소자를 만드는 데는 통상 3주에서 4주 가량이 소요된다. 그는 연구원들과 함께 무려 100개의 소자를 만들었다. 하지만 결과는 실패. 몇 달 동안이나 고생을 했지만 소자가 잘 만들어지지 않았다. 결과를 맞닥뜨린 후 포기를 해야 할지, 연구를 계속 진행해야 할지 고민도 많이 했지만 그는 열정의 끈을 놓지 않기로 결심했다.

“이황화몰리브덴에 대한 연구를 거의 처음 시작한 거나 마찬가지였기 때문에 참고할 수 있는 기존 연구가 전무했어요. 소자가 만들어지지 않을 때는 연구 과정에 문제가 있는 건지, 이 물질 자체에 문제가 있는 건지 알 수가 없는 상태라 막막했죠. 도보로 30분이 걸리는 학교와 집을 매일 걸으면서 왜 안 될까, 무엇이 문제일까를 끊임없이 고민했어요. 그러는 사이 아이디어가 생각나면 다음날 빨리 연구실에 가서 적용해보고 싶은 마음에 잠을 설치기도 했어요.”

성공률을 높이기 위해 한 걸음씩 정진하는 동안 크고 작은 문제점들이 해결되기 시작했고, 드디어 2년 만에 소자를 만들어냈다.

“처음으로 소자를 측정한 날을 잊을 수가 없어요. 저녁식사도 거르고 연구를 하고 있었는데 예상했던 것보다 훨씬 좋은 결과가 나온 거예요. 측정된 값을 믿을 수가 없었죠. 혹시 잘못 측정했을까 하는 생각이 들어 측정 장비도 살펴보고, 연구원들이 돌아가며 계산도 다시 해보았죠. 결과를 최종 확인한 후 함께 고생한 시간을 떠올리며 하이파이브도 하고 기쁜 마음에 서로 끌어안기도 했죠.”

끊임없는 인내와 노력은 ‘세계 최초의 2차원 반도체 양자수송 현상 관측 성공’이라는 결실을 만들어냈다. 미국 콜럼비아 대학교 제임스 혼 교수 연구팀과 고려대학교 이철호 교수의 공동 연구로 수행한 이번 연구는 나노과학 분야의 세계적 국제학술지인 <네이처 나노테크놀로지 Nature Nanotechnology> 2015년 4월 27일 온라인 판에 게재되었다.