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. 고유가 피해지원금 신청 시작… 지원금 사칭 피싱 주의보
  2. 세종 '낙화축제' 도시 특화 브랜드 우뚝… 10만 인파 몰렸다
  3. [6·3지선 후보 대진표] 충청 4개 시·도 광역의원, 비례의원
  4. 세종형 시그니처 '낙화축제' 눈길… 보완 과제도 분명
  5. 카스테라, 피자빵으로 한끼…일부학교 급식 차질 현실화
  1. 출연연 노동이사제 도입 이재명 정부 땐 실현될까… 과기연구노조 "더 미룰 수 없어"
  2. 대전교육감 선거 후보 등록 마감…5명 본선행 확정
  3. 교수·연구자·시민 첫 충청권 345㎸ 송전선로 토론회
  4. [인터뷰]"폭염중대경보 시 중단·이동·확인, 3대 수칙 실천을"
  5. [월요논단] 총성과 함성 사이, 북중미 월드컵이 던지는 평화의 패러독스

헤드라인 뉴스


선거철 또  ‘노쇼 사기’  고개…당직자 사칭한 대량주문 ‘주의`

선거철 또 ‘노쇼 사기’ 고개…당직자 사칭한 대량주문 ‘주의'

더불어민주당 대전시당이 당직자를 사칭해 지역 소상공인들에게 접근한 이른바 '노쇼 사기' 사건과 관련해 경찰에 수사를 의뢰했다. 선거철을 틈탄 정당 사칭 범죄가 지역 자영업자들을 겨냥했다는 점에서 파장이 커지고 있다. 18일 민주당 대전시당에 따르면, 신원 미상의 피의자는 지난 11일부터 자신을 '더불어민주당 이현석 주무관' 또는 '신○○ 주무관'이라고 소개하며 지역 업체들을 상대로 대량 주문을 시도했다. 처음에는 티셔츠 100장 주문으로 접근한 뒤, 13일부터 16일까지는 대전지역 인쇄·디자인 업체들을 상대로 선거용 홍보물 제작을..

민주당 `충청` 위한 당내 특별기구 신설 통해 중원공략 포문
민주당 '충청' 위한 당내 특별기구 신설 통해 중원공략 포문

6·3 지방선거 공식 선거운동을 앞두고 더불어민주당이 '충청'을 위한 당내 특별기구들을 신설하며 중원 공략의 포문을 열었다. 민주당은 당 산하에 '2027 충청권 유니버시아드대회 지원 특별위원회'와 '강호축발전특별위원회' 신설을 통해 충청권 발전의 밑거름을 마련했다고 밝혔다. 우선 유니버시아드 대회는 국제대학스포츠연맹(FISU)이 주관하는 전 세계1 8세 이상 25세 이하 대학생들이 참여하는 종합 스포츠 대회로, 하계와 동계로 나뉘어 2년마다 개최하며 양궁과 배드민턴, 기계체조, 리듬체조, 육상, 농구, 다이빙, 경영, 수구, 펜싱..

[6·3지선 후보 대진표] 충청 4개 시·도 광역단체장, 교육감, 기초단체장, 국회의원(보궐)
[6·3지선 후보 대진표] 충청 4개 시·도 광역단체장, 교육감, 기초단체장, 국회의원(보궐)

▼ 아래의 이미지를 클릭하시면 크게 보실 수 있습니다 ▼ 5월 18일자 중도일보 4면. 자료=중도일보DB (이미지를 클릭하시면 크게 보실 수 있습니다) [6·3지방선거 후보 대진표] 충청 4개 시·도 광역단체장, 교육감, 기초단체장, 국회의원(보궐)■명단 순서 : 광역단체장, 교육감, 기초단체장, 국회의원(보궐) 순. 지역별로는 대전시, 세종시, 충남도, 충북도 순. ■보는 법 : 이름(나이·정당) 직책■정당 표기: 민(더불어민주당), 국(국민의힘), 개(개혁신당), 진(진보당), 조(조국혁신당), 기(기본소득당), 정(정의당)..

실시간 뉴스

지난 기획시리즈

  • 정치

  • 경제

  • 사회

  • 문화

  • 오피니언

  • 사람들

  • 기획연재

포토뉴스

  • 2차 고유가 피해지원금 접수 시작 2차 고유가 피해지원금 접수 시작

  • 새로운 시작…‘이제 어엿한 어른입니다’ 새로운 시작…‘이제 어엿한 어른입니다’

  • 2차 고유가 피해지원금 접수 준비 ‘분주’ 2차 고유가 피해지원금 접수 준비 ‘분주’

  • ‘바쁘다 바빠’…선거운동 앞두고 유세차량 제작 분주 ‘바쁘다 바빠’…선거운동 앞두고 유세차량 제작 분주