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. 아산시, 미급식 경로당 대상 '통합돌봄 시범사업' 본격 추진
  2. 풀꽃문학상 13회째 수상자 발표
  3. 유등노인복지관 제30회 노인의 날 기념행사 ‘오늘도 청춘 ON
  4. 새마을문고중앙회 대전시지부 ‘2026 알뜰도서교환전’ 개최
  5. 대전노동권익센터, 이동노동자 실태조사 결과 발표
  1. [현장취재]홍상혁 작가 세번째 개인전 <동그라미 그리려다...2> 오프닝 현장에 가다
  2. 대전노인자원봉사 여가지원사업 프로그램 개최
  3. 사회복지법인 신영복지재단 대덕구노인종합복지관 '찾아가는 노인의 날'
  4. [독자칼럼]아이를 낳으라는 사회보다, 아이를 낳고 싶은 사회로
  5. 윤희일 장편소설 '코스모스를 죽였다'...오페라로 무대에

헤드라인 뉴스


충청 초광역특별법 제정 속도내나… 권한·재정 확보 관건

충청 초광역특별법 제정 속도내나… 권한·재정 확보 관건

충청권 초광역 협력의 실행력을 높일 '충청광역연합 특별법' 제정 논의가 본궤도에 오를 전망이다. 대전·세종·충남·충북 충청권 4개 시·도가 전국 최초 특별지방자치단체인 충청광역연합의 권한과 기능을 강화하고, 초광역 협력사업의 내실 있는 추진을 위해 특별법 제정에 나서면서다. 충청권 4개 시·도는 지난 2일 서울 켄싱턴호텔에서 열린 '충청광역연합 특별법 제정을 위한 정책토론회'에서 조상호 세종시장, 박수현 충청광역연합장, 허태정 대전시장, 신용한 충북도지사, 구형서 충청광역연합의회 의장이 참석한 가운데 특별법 제정을 위한 업무협약을..

"서산을 철도교통 거점으로", 서산시, 4개 철도사업에 13조7천억 투입 추진
"서산을 철도교통 거점으로", 서산시, 4개 철도사업에 13조7천억 투입 추진

서산시가 교통망 확충과 산업·관광 경쟁력 강화를 위해 13조7천억 원 규모의 4개 철도사업 추진에 행정력을 집중하고 있다. 서산시는 내포태안철도, 대산항인입철도, 중부권동서횡단철도, 충청내륙철도 등 4개 사업을 관련 지방자치단체와 협력해 추진하고 있으며, 올해 확정될 제5차 국가철도망 구축계획(2026~2035년)에 최대한 반영한다는 계획이다. 이들 사업 가운데 내포태안철도와 대산항인입철도, 중부권동서횡단철도는 제4차 국가철도망 구축계획의 추가검토사업에 포함됐으며, 충청내륙철도는 이번 제5차 계획 반영을 목표로 하고 있다. 사업 규..

천안법원, 여성 음부 사진으로 협박한 혐의 30대 남성 `징역 7월`
천안법원, 여성 음부 사진으로 협박한 혐의 30대 남성 '징역 7월'

대전지법 천안지원 형사13단독은 여성의 음부 사진을 이용해 여고생을 협박해 기소된 A(31)씨에게 징역 7월을 선고했다. 5일 법조계에 따르면 A씨는 피해자를 SNS에서 발견하고, 자신이 소지하고 있던 여성의 음부 사진 등을 이용해 협박하기로 마음먹고 2025년 6월 1일 피해자에게 '오픈카톡 본인 맞나, 오픈카톡에서 뭔짓한지 알고 있거든'이라는 메시지를 보낸 것으로 드러났다. 피해자가 오픈 채팅을 하지 않는다고 하자 피해자의 얼굴 사진을 보내면서 자신이 소지한 여성의 음부 사진이 마치 피해자인 것처럼 속여 부모님 등에게 유포하겠다..

실시간 뉴스

지난 기획시리즈

  • 정치

  • 경제

  • 사회

  • 문화

  • 오피니언

  • 사람들

  • 기획연재

포토뉴스

  • 국군의 날 기념행사 참석한 이재명 대통령 국군의 날 기념행사 참석한 이재명 대통령

  • 안전하고 세련된 모습으로 바뀐 무궁화호 안전하고 세련된 모습으로 바뀐 무궁화호

  • ‘대전시는 수소트램 원점 재검토하라’ ‘대전시는 수소트램 원점 재검토하라’

  • 금빛으로 빛난 대전의 영웅들 금빛으로 빛난 대전의 영웅들