위상절연체 표면의 전자특성 제어 쉬워진다

  • 경제/과학
  • IT/과학

위상절연체 표면의 전자특성 제어 쉬워진다

  • 승인 2016-06-14 16:44
  • 신문게재 2016-06-14 6면
  • 최소망 기자최소망 기자
▲ 한국기초과학지원연구원(KBSI)은 김해진 전자현미경연구부 박사.
▲ 한국기초과학지원연구원(KBSI)은 김해진 전자현미경연구부 박사.

에너지 손실 없이 전자 스핀상태 제어

미래형 컴퓨터인 양자컴퓨터의 기억소자로 활용되는 ‘위상절연체’의 전자특성을 제어할 수 있는 새로운 방법이 개발됐다.

한국기초과학지원연구원(KBSI)은 김해진 전자현미경연구부 박사 연구팀과 그리스 국립과학원 데모크리토스연구소, 요아니나 대학교, 아랍에미레이트(UAE) 석유대학이 공동연구를 통해 전자가스 상태인 위상절연체 표면에서 궤도자성이 나타나는 것을 확인했다고 14일 밝혔다.

위상절연체란 내부는 절연체지만 표면에서는 전기가 흐르는 특징을 가진 물질이다.

2차원 상태에서는 에너지 손실 없이 전기 전도가 가능해 최근 저전력 소자 개발 연구에 활용되고 있다.

김 박사 연구팀은 3차원 위상절연체 물질로 주목받는 비스무스셀레나이드(Bi₂Se₃)에 비스무스 층을 삽입하는 방법을 택했다.

이를 통해 표면에 정전기적 인력 때문에 만들어지는 틈인 반데르발스 갭(Van der Waals Gap)을 확장했다.

김 박사 연구팀은 이 현상이 전자도핑 효과를 만들어 내고 궤도자성의 특성을 지니게 할 수 있음을 확인했다.

기존에는 위상절연체의 전자특성을 제어하려면 물질의 전자띠에 강한 에너지 변화를 가해야 해 스핀제어에 어려움이 있었다.

그러나 이번 연구는 전자의 스핀 상태를 제어할 수 있을 뿐만 아니라 에너지를 거의 사용하지 않고도 빛의 속도로 전자전도가 가능했다.

김 박사는 “위상절연체의 전자스핀 상태를 물질의 삽입이라는 물리적 작용을 통해 에너지를 거의 사용하지 않으면서 손쉽게 제어할 수 있다는 게 핵심”이라며 “앞으로 다양한 나노구조 물질과 위상절연체의 물리ㆍ화학적 특성 연구를 통해 스핀트로닉스 소자 개발 및 양자컴퓨터 실용화 등 다양한 응용방법을 제시해 나갈 계획”이라고 전했다.

이번 연구결과는 지난달 ‘NPG Asia Materials’ 온라인판에 게재됐다. 최소망 기자 somangchoi@

중도일보(www.joongdo.co.kr), 무단전재 및 수집, 재배포 금지

기자의 다른기사 보기

랭킹뉴스

  1. [중도초대석]"의사이잖아요" 응급실·수술실 지키는 배장호 건양대병원장
  2. 공실의 늪 빠진 '나성동 상권'… 2026 희망 요소는
  3. 대전·충남 어린이교통사고, 5년만에 700건 밑으로 떨어졌다
  4. 충남·북 지자체 공무원 절반 이상 "인구 감소·지방 소멸 위험 수준 높아"
  5. [기고]신채호가 천부경을 위서로 보았는가
  1. 계룡그룹 창립 56주년 기념식, 병오년 힘찬 시작 다짐
  2. 세종RISE센터, '평생교육 박람회'로 지역 대학과 협업
  3. 대전 학교 앞 문구점 다 어디로?... 학령인구 감소·온라인 구매에 밀렸다
  4. 세종시교육청, 다문화 교육지원 마을강사 모집 스타트
  5. 통행 방해하는 이륜차

헤드라인 뉴스


대전·충남 ‘불통’ 통합 논란… 설득 없이 불신만 키우나

대전·충남 ‘불통’ 통합 논란… 설득 없이 불신만 키우나

대전 충남 행정통합을 위한 정치권 논의가 급물살을 타고 있는 가운데 지역민들의 반대 목소리가 걷잡을 수 없이 커지고 있다. 시민들은 통합 이후 나의 삶의 어떻게 달라질지 여부와 실생활과 밀접히 관련 있는 지방정부 권한 재설계 등 구체적인 청사진 제시를 바라지만 여야는 한시적 재정지원 등 일부 사안에만 갇혀 있다는 지적 때문이다. 행정 통합 추진 과정에서 정치적 구호만 난무할 뿐 정작 주체가 돼야 할 지역민 의사는 뒷전으로 밀리고 있다는 비판으로 불신과 분열을 키운다는 목소리가 높다. 이처럼 시민 반발이 커진 배경에는 통합 자체보다..

올해 대전 아파트 공급 물량 1만 4000여 세대… 작년 대비 약 3배
올해 대전 아파트 공급 물량 1만 4000여 세대… 작년 대비 약 3배

올해 대전에 공급되는 아파트 물량이 지난해보다 세 배 이상 증가할 것으로 전망된다. 재개발·재건축을 중심으로 가로주택정비, 공공주택, 택지개발, 지역주택조합 등 사업 물량이 고루 포진하면서다. 20일 대전시에 따르면 올해 대전 지역의 아파트 공급 물량은 총 20개 단지, 1만 4327세대로 집계됐다. 일반분양 1만 2334세대, 임대는 1993세대다. 이는 2025년 공급 물량인 8개 단지 4939세대와 비교해 9388세대 늘어난 규모다. 자치구별로는 동구가 8개 단지 4152세대로 가장 많은 물량을 차지했다. 이어 서구 3개 단지..

"중부권 생물자원관 세종으로"… 빠르면 2030년 구체화
"중부권 생물자원관 세종으로"… 빠르면 2030년 구체화

세종시 중앙공원 2단계 부지에 중부권 생물자원관을 유치하자는 주장이 설득력을 얻고 있다. 충청권에만 생물자원관이 전무한 상황에서 권역별 공백을 메우고, 행정수도와 그 안의 금강 생태 기능 강화를 도모할 수 있는 대안으로 여겨진다. 시는 2022년부터 정부를 향해 중부권 생물자원관 건립사업 타당성 설득과 예산 반영 타진에 나선 가운데, 최근 환경부로부터 강원권 생물자원관(한반도 DMZ평화 생물자원관) 건립 추진 이후 검토하겠다는 약속을 받아낸 것으로 알려졌다. 20일 중도일보 취재 결과 수도권(인천시)엔 국립생물자원관(본관·2007년..

실시간 뉴스

지난 기획시리즈

  • 정치

  • 경제

  • 사회

  • 문화

  • 오피니언

  • 사람들

  • 기획연재

포토뉴스

  • ‘유해야생동물 피해를 막아라’ ‘유해야생동물 피해를 막아라’

  • ‘대전·충남 행정통합 주민의견 수렴 속도낸다’ ‘대전·충남 행정통합 주민의견 수렴 속도낸다’

  • 통행 방해하는 이륜차 통행 방해하는 이륜차

  • ‘대한(大寒)부터 강추위 온다’ ‘대한(大寒)부터 강추위 온다’