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. 'KTX 세종선·CTX 연장' 충청권 합의로 새 국면
  2. 진주 M2 페스티벌 7일 개막
  3. "서산 삼길포가 들썩였다", 제20회 우럭축제 2만여 인파 북적, 서산 대표 여름축제 위상 빛났다
  4. 충남도, 예산군 '내포역세권' 일대 토지거래 허가구역 재지정
  5. 서남부터미널 폐업 초읽기… 조속한 교통대책 마련 필요
  1. [건강]재발하는 역류성 식도염, 약만 먹으면 괜찮을까?
  2. [한화에어로참사] 지휘체계로 수사 확대… 임직원 3명 추가 입건
  3. "국경 넘은 영화의 힘 확인"…첫 대전국제꿈씨영화제 성료
  4. [건강]자외선 쎈 여름철 피부 화상을 예방하는 노하우…"오후 2시 피하고 모자·긴소매 필수"
  5. KRISO, 정종진 신임 소장 "연구성과를 정책·산업 국제표준으로"

헤드라인 뉴스


광주송정∼서대전∼강남 수서 잇는 고속열차 하루 2회 왕복 신설

광주송정∼서대전∼강남 수서 잇는 고속열차 하루 2회 왕복 신설

9월 1일부터 서대전역과 서울 강남 수서역을 잇는 고속열차가 신설된다. 서대전역과 충북 오송, 제천을 연결하는 ITX도 신규 편성되며, 충남 천안아산역 고속열차 정차 횟수도 대폭 늘어난다. 더불어민주당 박용갑(대전 중구)·복기왕(충남 아산시갑), 조국혁신당 황운하(비례) 의원실이 3일 제공한 한국철도공사(KORAIL)의 KTX-(주)SR의 SRT 통합에 따른 고속철도 선로 용량과 운용 차량 효율화를 위한 운영계획서에 담긴 내용이다. 가장 큰 변화는 서대전역을 오가는 노선이다. 우선 서대전역을 경유하는 수서역∼광주송정역 노선이 새로..

박수현 지사, “대전·충남행정통합과 충청광역연합 투 트랙 적극 추진”
박수현 지사, “대전·충남행정통합과 충청광역연합 투 트랙 적극 추진”

민선 9기 출범 이후 동력이 다소 소실됐던 대전·충남 행정통합 추진의 불씨가 다시 살아날 수 있을 지 주목된다. 박수현 충남지사는 3일 '제2차 실국원장회의'를 통해 행정통합을 위한 대전시와의 실무 협의를 즉시 시작하겠단 뜻을 밝혔다. 박 지사는 이날 도청 중회의실에서 열린 제2차 실국원장회의에 참석해 "선거 당시 (도민들과)약속했던 대로 대전시와 행정통합 추진협의체 구성을 위한 실무 협의에 즉시 착수해야 한다"며 "충청광역연합을 적극 활용하면서도 행정통합은 별도 트랙으로 추진해야 한다"고 강조했다. 이어 "민선 9기 핵심 과제에..

루빅손-엄원상 연속 골! 대전 홈 첫승 신고하는 순간!(영상)
루빅손-엄원상 연속 골! 대전 홈 첫승 신고하는 순간!(영상)

대전하나시티즌은 8월 2일 오후 7시 30분 대전월드컵경기장에서 열린 하나은행 K리그1 2026 21라운드 광주FC와의 경기에서 후반 30분 루빅손의 선제골과 종료 직전 엄원상의 결승골에 힘입어 광주에 2-0으로 승리했다. 오늘 승리로 대전은 9경기 연속 이어진 무승을 끊어내고 홈에서도 시즌 첫 승리를 거뒀다. 경기 후 기자회견에서 황선홍 감독은 "무슨 말을 할 수 있을까? 홈팬들에게 미안한 마음이 크다. 책임감을 느끼고, (응원해준)홈 팬들에게 고맙게 생각한다. (남은 경기)실망시켜 드리지 않도록 하겠다"고..

실시간 뉴스

지난 기획시리즈

  • 정치

  • 경제

  • 사회

  • 문화

  • 오피니언

  • 사람들

  • 기획연재

포토뉴스

  • 민주당 당대표·최고위원 충청서 순회경선 시작 민주당 당대표·최고위원 충청서 순회경선 시작

  • 북적이는 계곡과 한산한 도심 북적이는 계곡과 한산한 도심

  • 장종태 의원 민주당 대전시당위원장 선출 장종태 의원 민주당 대전시당위원장 선출

  • 과태료 부과 무시한 채 불법광고물 부착 과태료 부과 무시한 채 불법광고물 부착