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. 월평정수장 주변 용출수 수돗물 영향 확인… 4곳 모두 소독부산물 나왔다
  2. 학비노조 투쟁 예고에 대전 학교 급식 현장 긴장
  3. 대전 내일 올해 첫 30도… 당분간 초여름 더위 이어진다
  4. 충남교육감 예비후보 4명, 14일 후보자 등록 계획… 단일화 가능성 유지
  5. 월평정수장 유출현상 어디서 얼마나 파악될까… 배수지·정수 유출분 점검대상
  1. 대전교육감 선거 본격 정책 국면 돌입… 정책 연대, 외연 확장
  2. 월평정수장 유출에 긴급 안전점검 돌입…5년단위 정밀진단도 앞당길듯
  3. 배재대 국제처, 외국인 유학생 정주 여건 개선 공로 표창
  4. [목요광장] 급할수록 여유있게 운전하자
  5. "기름때 작업복도 안전관리 대상"… 산단기업 인식 전환 과제

헤드라인 뉴스


금강벨트 4개 시도지사 후보등록 직후부터 뜨거운 난타전

금강벨트 4개 시도지사 후보등록 직후부터 뜨거운 난타전

6·3 지방선거 공식 후보 등록 첫날인 14일, 충청권 광역단체장 4석이 걸린 금강벨트에서 여야 후보들이 일제히 등록을 마친 뒤 거세게 충돌했다. 각각 내란청산과 정권심판 프레임을 내 건 더불어민주당과 국민의힘 후보들이 충청 지방 권력 쟁탈 혈전에 돌입하면서 헤게모니 싸움을 시작한 것으로 풀이된다. 4년 전 4개 시도지사를 모두 내주며 참패한 여당은 설욕을 위해, 당시 대승을 거둔 제1야당은 수성을 위한 건곤일척 혈투가 본격화된 것이다. 각 시도 선거관리위원회에 따르면 대전, 세종, 충남, 충북 등 4개 시·도 광역단체장 후보들은..

[스승의날-대전교사 신문고] 명퇴·퇴직 희망 교사 절반 이상
[스승의날-대전교사 신문고] 명퇴·퇴직 희망 교사 절반 이상

교사들의 사기를 높이고 사회적 지위 향상을 위해 지정된 스승의 날이지만 정작 현장 교사들이 느끼는 감정은 차분하다 못해 냉소적이다. 악성민원이나 불합리한 제도로부터 스스로를 지키기 벅찬 교사들에게 더 이상 스승의 날은 교사로서 자긍심을 느끼는 날이 아니다. 중도일보가 스승의 날을 앞두고 실시한 긴급 설문조사 결과 교사 절반가량이 교사 생활에 만족하지 못하고 있으며 대다수가 교권침해를 경험했다. 명예퇴직을 고려하거나 당장 퇴직하고 싶은 교사도 응답자의 절반을 넘었다. 대전교사노조와 전국교직원노동조합(전교조) 대전지부의 협조를 통해 5..

코스피 8000선 턱밑…알테오젠, 코스닥 시총 1위 재탈환
코스피 8000선 턱밑…알테오젠, 코스닥 시총 1위 재탈환

코스피 지수가 연일 상승세를 이어가며 8000선 턱밑까지 다가섰다. 이와 함께 코스닥 시장에서는 대전 소재 바이오기업 알테오젠 이 8%대 급등세를 보이며 시가총액 2·3위인 에코프로비엠과 에코프로 를 제치고 시가총액 1위 자리를 되찾았다. 14일 한국거래소에 따르면 코스피는 전 거래일 대비 137.40포인트(1.75%) 올라 장 마감 기준 사상 최고치인 7981.41로 거래를 마쳤다. 장중에는 한때 7991.04까지 오르며 8000선 돌파를 시도하기도 했다. 코스피는 2월 25일 처음으로 6000포인트를 돌파한 뒤 이달 6일 약 두..

실시간 뉴스

지난 기획시리즈

  • 정치

  • 경제

  • 사회

  • 문화

  • 오피니언

  • 사람들

  • 기획연재

포토뉴스

  • 전국동시 지방선거 대비 대테러 합동훈련 전국동시 지방선거 대비 대테러 합동훈련

  • 오늘은 내가 대전시의원…‘의정활동 체험 재미있어요’ 오늘은 내가 대전시의원…‘의정활동 체험 재미있어요’

  • ‘딸과 함께 후보자 등록’ ‘딸과 함께 후보자 등록’

  • 대전시장 후보 등록하는 허태정, 이장우, 강희린 대전시장 후보 등록하는 허태정, 이장우, 강희린