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. 서산 인지면 당율저수지서 물고기 1천여 마리 집단 폐사
  2. 세종 행정수도 완성, '특별법 제정+α'가 필요하다
  3. 2375명 중수청 특례임용 지원… 대전청 비수도권 ‘선호지’ 될까
  4. 충남대 ‘NEXUS’ 승부수… KAIST·기업 역량 모아 '서울대 10개' 도전
  5. 공공기관 이전 발표 임박에 충청권 지자체 '후끈'
  1. '휠체어' 타고 75일 유럽 여행기… 세종시서 듣는다
  2. 전직 소방간부 자녀 근평 7위→2위… 전 둔산소방서장 벌금형
  3. KAIST, 물방을 맺히는 신기술로 열전달 5.5배 향상 개발
  4. 기업은 대학 안으로, 성과는 중부권으로… 충남대 IoC 구상
  5. [앵커 ON] 강의실·연구실·기업 한 팀… 한남대의 '새 실험' 지역 성장으로

헤드라인 뉴스


KAIST·기업·출연연 총결집… 충남대 ‘NEXUS’ 승부수

KAIST·기업·출연연 총결집… 충남대 ‘NEXUS’ 승부수

정부의 이른바 '서울대 10개 만들기' 국정과제에 따른 '성장엔진 연계 지역인재 양성' 패키지 지원대학 선정에 충남대가 KAIST와 기업, 정부출연연구기관의 역량을 결집한 대학 혁신모델로 도전한다. 대학 한 곳의 경쟁력을 키우는 데 그치지 않고 대전에 집적된 과학기술 역량을 교육과 연구, 산업으로 연결해 중부권 대학과 기업으로 확산하고 지역 청년의 취업과 정주까지 이어가겠다는 구상이다. 충남대가 제시한 모델은 'NEXUS 과학기술대학·융합연구원'이다. 특히 KAIST와의 협력을 기반으로 첨단산업 인재양성과 공동연구를 추진한다는 점에..

충청권 시중은행 가계부채 50조 넘었다... 금리 인상 기조에 부채 적신호
충청권 시중은행 가계부채 50조 넘었다... 금리 인상 기조에 부채 적신호

충청권 시중은행 가계부채 규모가 사상 처음으로 50조 원을 넘어섰다. 가계 빚이 최고점을 찍은 상황에서 기준금리 인상 기조가 이어지며 가계 원리금 상환 부담이 커짐과 가계부채 건전성 관리에 적신호가 켜졌다. 23일 한국은행 대전세종충남본부가 발표한 '6월 지역 금융기관 여수신 동향'에 따르면 대전·세종·충남 예금은행 가계대출 잔액은 50조 9076억원으로 집계됐다. 이는 한국은행이 관련 통계를 집계하기 시작한 2003년 10월 이후 가장 높은 수준이다. 지역별로 보면, 대전 시중은행 가계대출은 6월 22조 8090억원으로, 1년 전..

충청권 기름값도 하락세…대전·세종은 전국 평균 밑돌아
충청권 기름값도 하락세…대전·세종은 전국 평균 밑돌아

충청권 주유소 기름값이 전반적인 하락 흐름을 이어가는 가운데 지역별 가격 차이가 뚜렷하게 나타나고 있다. 대전은 휘발유와 경유 모두 전국 평균보다 20원 이상 낮은 수준을 보인 반면 충남과 충북은 전국 평균을 웃돌았다. 23일 한국석유공사 유가정보시스템 오피넷에 따르면 8월 셋째 주(16~20일) 전국 주유소의 휘발유 평균 판매가격은 리터당 1862.5원으로 집계됐다. 전주보다 1.7원 떨어지면서 14주 연속 하락세를 이어갔다. 충청권에서는 대전의 휘발유 가격이 리터당 1838.36원으로 가장 낮았다. 전국 평균과 비교하면 약 24..

실시간 뉴스

지난 기획시리즈

  • 정치

  • 경제

  • 사회

  • 문화

  • 오피니언

  • 사람들

  • 기획연재

포토뉴스

  • 처서 무색한 폭염…음악분수 보며 휴일 만끽 처서 무색한 폭염…음악분수 보며 휴일 만끽

  • 가족과 함께 해서 즐거운 한여름 밤 독서하기 가족과 함께 해서 즐거운 한여름 밤 독서하기

  • 사라지지 않는 불법 현수막 사라지지 않는 불법 현수막

  • ‘소방차 길 터주기는 의무입니다’ ‘소방차 길 터주기는 의무입니다’