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. 충남대 의예과 올해 3월 세종 공동캠퍼스 이전
  2. 대전시 국과장 수시인사 진행
  3. 기록원 없는 대전·충남 정체성마저 잃을라…아카이브즈 시민 운동 첫발
  4. 김재철 동원그룹 회장 KAIST에 59억 추가 기부… 누적 603억 원
  5. 대전대, 현장·글로벌·창업으로 '바이오헬스 인재 2.0' 키운다
  1. 대법원 상고제기 끝에 삼성전자 기술 탈취시도 유죄 선고
  2. 대전충남 통합 입법 개문발차…"정부案 미흡 파격특례 관철해야"
  3. 3월부터 바뀌는 운전면허증 사진 규정
  4. 전국 첫 뷰티산업 전담기관 대전에 개원
  5. 대전시와 충남도, '통합 인센티브안'에 부정 입장... "권한 이양이 핵심"

헤드라인 뉴스


`서울시 준하는 지위`라더니… 박탈감 커지는 대전충남

'서울시 준하는 지위'라더니… 박탈감 커지는 대전충남

정부가 대전 충남 행정통합 관련한 지원방안을 밝힌 가운데 지방정부 권한 이양과 세제·재정 구조 개편이 누락된 것과 관련 충청권의 박탈감이 커지고 있다. 통합특별시에 '서울시에 준하는 지위'를 부여하겠다면서도 정작 지속 가능 발전을 담보할 필수 사안은 빠지면서 정부의 발표가 자칫 공염불이 되는 것 아니냐는 지적이다. 행정통합 핵심인 재정 체력과 기초권한 재설계가 빠지면서, 통합 이후 '광역만 커지고 현장은 더 약해지는' 구조가 굳어질 수 있다는 지적이 나오는 데 대책마련이 시급하다. 19일 정부가 최근 발표한 행정통합 인센티브안에 따..

대전 학교 앞 문구점 다 어디로?... 학령인구 감소·온라인 구매에 밀렸다
대전 학교 앞 문구점 다 어디로?... 학령인구 감소·온라인 구매에 밀렸다

학교 앞 터줏대감 역할을 하던 문구점이 자취를 감추고 있다. 학교 준비물과 간단한 간식 등을 판매하던 문구점이 학령인구 감소와 온라인 구매 활성화, 대형 문구 판매점 등에 밀려 사라지고 있는 것으로 보인다. 19일 국세통계포털에 따르면, 2025년 11월 기준 대전 문구점은 325곳으로 집계됐다. 2017년 11월 한때 365곳까지 늘어났던 대전지역 문구점 수는 매년 지속적인 하향세를 보이며 감소 폭이 확대되고 있다. 초등학교와 중학교 인근 등지에서 쉽게 볼 수 있었던 문구점이 점차 줄어드는 데는 복합적인 요인이 작용하고 있다. 우..

충남·북 지자체 공무원 절반 이상 "인구 감소·지방 소멸 위험 수준 높아"
충남·북 지자체 공무원 절반 이상 "인구 감소·지방 소멸 위험 수준 높아"

충남·북 지방자치단체 공무원 절반 이상은 인구 감소와 지방소멸 위험 수준이 '높다'고 인식하고 있는 것으로 나타났다. 전국 비수도권 지자체 공무원 응답으로 보면 77%에 달해 산업·고용 중심의 대응 전환이 필요하다는 목소리가 나온다. 19일 한국경제인협회(한경협)이 지자체를 대상으로 한 인구감소·지방소멸 현황 및 과제 조사 결과에 따르면, 조사에 참여한 비수도권 지자체 공무원의 77%는 현재 지역의 인구감소 및 지방소멸 위험 수준이 '높다'고 평가했다. 반면, 위험 수준이 '낮다'고 응답한 비율은 6%에 그쳤다. 이번 조사는 수도권..

실시간 뉴스

지난 기획시리즈

  • 정치

  • 경제

  • 사회

  • 문화

  • 오피니언

  • 사람들

  • 기획연재

포토뉴스

  • 통행 방해하는 이륜차 통행 방해하는 이륜차

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

  • 눈과 함께 휴일 만끽 눈과 함께 휴일 만끽

  • 3월부터 바뀌는 운전면허증 사진 규정 3월부터 바뀌는 운전면허증 사진 규정