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. "검증된 실력 원팀 결집" VS "결선 토론회 수용해야"
  2. [월요논단] CTX(충청권 광역급행철도) 출발역을 서대전역으로
  3. 지방선거에 대전미래 비전 담아야
  4. 與 지방선거 충청경선 수퍼위크…뜨거워지는 금강벨트
  5. 대전 동구, 신흥문화·신대소공원 재조성…주민설명회 개최
  1. 대전도시공사, 대덕구 평촌지구 철도건널목 안전캠페인
  2. 대전시 3년 연속 메이커스페이스 공모 선정
  3. 대전 서구, ‘아트스프링’ 10일 개막…탄방동 로데오거리서 개최
  4. [기고]세계 물 전문가, 물 위기 해법 대전서 찾는다.
  5. 코레일, 의왕 철도박물관 설계공모 ‘T Museum’ 선정

헤드라인 뉴스


월평정수장 주변 샘솟는 용출수 현상 4곳…"원인 정밀조사 필요"

월평정수장 주변 샘솟는 용출수 현상 4곳…"원인 정밀조사 필요"

하루 37만t의 수돗물을 처리해 시민들에게 공급하는 대전 월평정수장 주변에서 샘물처럼 적지 않은 물이 지면에 흐르는 현상이 목격되고 있다. 월평정수장을 받치는 울타리 안쪽 사면과 옹벽 그리고 울타리 밖에서 모두 4개 지점의 용출이 확인됐으며, 냇가를 이루거나 넓은 습지가 조성됐을 정도로 용출되는 물의 양이 많다. 자연적인 지하수 유출인지, 정수장 시설과 관련된 현상인지 정밀 조사가 요구된다. 5일 중도일보 취재를 종합하면, 서구 월평공원 정상에 위치한 월평정수장은 침전지와 배수지 등의 시설을 받치는 사면과 옹벽에서 원인을 단정하기..

李 “지방 재정 오히려 8.4조 늘어”…‘고유가 지원금’ 부담론 반박
李 “지방 재정 오히려 8.4조 늘어”…‘고유가 지원금’ 부담론 반박

이재명 대통령이 5일 '고유가 피해지원금'을 둘러싼 지방자치단체 재정 부담 논란에 대해 정면 반박에 나섰다. 일각에서 제기된 지방 재정 부담 증가 주장에 대해 실제로는 재정 여력이 오히려 확대된다는 점을 강조하며 논란 차단에 나선 모습이다. 이 대통령은 이날 엑스(X·옛 트위터)를 통해 국회예산정책처 보고서를 인용한 언론 보도를 언급하며 지원금 사업에 지방비가 20~30% 투입돼 재정 부담이 늘어난다는 주장은 사실과 다르다고 지적했다. 그는 "이번 추경에서 지방정부 재정 여력 보강을 위해 지방정부에 주는 돈(지방교부세)은 9.7조원..

중동전쟁 유가 상승 `도미노식 물가상승` 현실로?
중동전쟁 유가 상승 '도미노식 물가상승' 현실로?

중동 전쟁 장기화로 인한 유가 상승이 산업계 전반으로 확산되며 이른바 '도미노식 물가 상승'이 현실화되고 있다. 일각에서는 이러한 영향이 시차를 두고 반영되면서 하반기부터는 물가 상승에 대한 체감도가 더욱 커질 것이라는 전망이 나온다. 5일 한국석유공사 유가정보시스템 '오피넷'에 따르면 이날 오전 10시 기준 대전지역 평균 휘발유 가격은 리터당 1925.48원, 경유는 1910.82원으로 전날보다 각각 6.82원, 5.55원 상승했다. 지난달 27일 정부의 2차 석유 최고가격제 시행 이후 상승 폭이 점차 확대되면서, 불과 열흘 만에..

실시간 뉴스

지난 기획시리즈

  • 정치

  • 경제

  • 사회

  • 문화

  • 오피니언

  • 사람들

  • 기획연재

포토뉴스

  • 벚꽃 활짝…대전에 봄 왔네 벚꽃 활짝…대전에 봄 왔네

  • 고유가에 운행 포기 속출 고유가에 운행 포기 속출

  • 대전 도심을 푸르게 대전 도심을 푸르게

  • 버스와 트램의 장점 살린 3칸 굴절차량 도심 주행 버스와 트램의 장점 살린 3칸 굴절차량 도심 주행