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. '피해자는 피눈물'...당진 학부모들, A시장 후보 아들 학폭 관련 '소명 촉구'
  2. "검은 연기 뒤덮은 서산"… 크레아 공장 대형화재, 11시간 사투 끝 진화
  3. [주말 사건 사고] 서산 공장 화재로 소방대원 2명 부상, 직원 6명 대피
  4. 대전 방문한 박근혜 전 대통령! '손가락 2번 포즈' 요청에 보인 반응은?
  5. 원자력발전소 연료 만드는 대전공장…환경방사선 안정·기술수출까지
  1. 야구인 만난 허태정 후보, 박근혜 전 대통령 만난 이장우 후보
  2. 올 여름 충청권 평년보다 무덥고 비도 많이 내린다
  3. “집 가까운 병원에서 보훈 진료를…” 위탁병원 공개모집 관심 필요
  4. "표결집", "검증확대" 제안… 교육감 선거 주도권 경쟁 격화
  5. 반환점 향하는 공식선거전…與野 중원 혈투 점입가경

헤드라인 뉴스


여야가 본 충청 판세…충남 초박빙, 충북 격전지

여야가 본 충청 판세…충남 초박빙, 충북 격전지

여야가 7일 앞으로 다가온 6·3 지방선거 최대 격전지 충청권 판세와 관련 충남지사 선거전 승패를 섣불리 장담할 수 없는 초박빙 지역으로 분류하고 있는 것으로 나타났다. 충북지사 선거전은 서로 승리를 예측하고 있으며, 대전과 세종의 경우 더불어민주당은 우세 지역으로, 국민의힘은 열세 지역으로 보고 있다. 이는 중도일보가 충청권 여야 시도당위원장 등을 직접 전화 취재하고 정치권 관계자 및 각종 여론조사 결과 등을 토대로 분석한 결과다. 이에 따르면 금강벨트 4개 시도 가운데 유권자가 가장 많은 충남지사 선거전 판세는 그야 말로 시계..

박수현 "네거티브에 흔들리지 않아", 김태흠 "충남 위한 적임자는 나"
박수현 "네거티브에 흔들리지 않아", 김태흠 "충남 위한 적임자는 나"

박수현 더불어민주당 충남도지사 후보가 기자회견, 간담회 등을 통해 네거티브에 흔들리지 않고 충남 발전 정책으로 승부하겠다는 의지를 밝혔다. 김태흠 국민의힘 충남도지사 후보는 합동 유세 등에서 도정 성과를 앞세우며 적임자임을 강조했다. 박 후보는 26일 충남도청 프레스센터에서 열린 손세희 더불어민주당 홍성군수 후보와 무소속 이두원 후보 단일화 기자회견에서 최근 네거티브에 대한 입장을 밝혔다. 박 후보는 "지금 네거티브가 극성을 부리고 있지만 이에 흔들리지 않겠다"라며 "네거티브가 중심이 아니라 충남의 미래를 놓고 경쟁하겠다"고 강조했..

4월 전국 1순위 청약 경쟁률 10개월 째 한 자릿수… 대전·충북도 하락
4월 전국 1순위 청약 경쟁률 10개월 째 한 자릿수… 대전·충북도 하락

전국 아파트 1순위 청약 경쟁률이 10개월 연속 한 자릿수를 기록한 것으로 나타났다. 26일 분양평가 전문회사 리얼하우스가 청약홈 자료를 분석한 결과 올해 4월 전국 1순위 평균 청약 경쟁률(12개월 이동평균 기준)은 6.70대 1로 집계됐다. 이는 전달(6.99대 1) 대비 0.29포인트 하락한 수치다. 지난해 같은 달 14.52대 1)과 비교하면 절반 이하 수준이다. 전국 1순위 평균 청약 경쟁률은 지난해 5월 14.80대 1로 정점을 찍은 뒤 하락세로 전환됐다. 이후 지난해 7월(9.08대 1) 한 자릿수 구간을 진입한 뒤 1..

실시간 뉴스

지난 기획시리즈

  • 정치

  • 경제

  • 사회

  • 문화

  • 오피니언

  • 사람들

  • 기획연재

포토뉴스

  • ‘대전발전 적임자는 나’ ‘대전발전 적임자는 나’

  • 누굴 뽑을까? 누굴 뽑을까?

  • 일주일여 앞으로 다가온 지방선거…‘꼭 투표합시다’ 일주일여 앞으로 다가온 지방선거…‘꼭 투표합시다’

  • 야구인 만난 허태정 후보, 박근혜 전 대통령 만난 이장우 후보 야구인 만난 허태정 후보, 박근혜 전 대통령 만난 이장우 후보