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. 대전 새 학기 첫날, '파업' 공무직 일단 웃으며 시작… 다음주 급식 파업 가능성도
  2. 'BRT-지하철-CTX' 삼각축, 세종시 대중교통 혁신 약속
  3. 세종상공회의소, 청년 취업 경쟁력 강화 인턴십 모집
  4. [S석 한컷]환호와 탄식! 정글 같은 K리그~ 대전 개막전
  5. 경제활동 재개 돕는 대전회생법원 개원… 4개 합의부 11개 단독재판부 발족
  1. [독자칼럼]'합격 통보 4분 만에 채용 취소'는 부당해고
  2. 교통사고로 휴업급여 신청한 배달기사 취업사실 숨겨 '징역형'
  3. 대전권 대학 신입생 등록률 100% 이어져… 중도이탈 막아라
  4. "세종시 뮤지션을 찾아요"...13일 공모 마감
  5. 민주평통 세종지역회의, '한반도 평화공존' 지역 협력 강화

헤드라인 뉴스


5일 지선 공직자 사퇴시한… ‘강훈식 거취’ 정치권 촉각

5일 지선 공직자 사퇴시한… ‘강훈식 거취’ 정치권 촉각

6·3 지방선거에 출마하는 공직자의 사퇴 시한을 코앞에 두고 여야 최대 격전지 금강벨트가 출렁이고 있다. 강훈식 대통령 비서실장 등 충청 출신 또는 충청권에서 공직을 수행하고 있는 인사들의 출격 여부에 충청권 판세가 요동칠 수 있기 때문이다. 4일 대전선관위 등에 따르면, 공직선거법에 따라 6·3 지방선거에 출마하려는 공직자는 선거 90일 전인 5일까지 직을 사퇴해야 한다. 우선 가장 주목받는 인물은 충남 아산이 고향으로 3선 의원 출신 강훈식 대통령 비서실장이다. 대전·충남 행정통합 논의가 본격화되면서 그는 통합특별시장 유력 후보..

코스피 이틀 연속 급락... 개미들 "나 떨고있니"
코스피 이틀 연속 급락... 개미들 "나 떨고있니"

중동 전쟁에 대한 불안감에 코스피가 이틀 연속 급락하며 투자자들의 공포심도 덩달아 커지고 있다. 개장 직후 코스피200 선물 급락에 프로그램 매도호가 일시효력 정지인 사이드카가 이틀 연속 발동되고, 코스피와 코스닥 시장 거래를 일시 중단시키는 서킷브레이커까지 발생하며 지역 곳곳에선 개인투자자들이 탄식이 이어졌다. 4일 코스피는 장중 8% 넘게 하락하며 5000선 붕괴 가능성이 거론되며 투자자들의 불안감이 고조되고 있다. 현대자동차와 삼성전자 등 대형주들이 전날에 이어 10% 이상 하락세를 이어가며 주식을 보유 중인 투자자들의 한숨이..

“국힘과 이장우 시장·김태흠 지사는 행정통합 입장을 정하라”
“국힘과 이장우 시장·김태흠 지사는 행정통합 입장을 정하라”

더불어민주당 충남대전 통합 및 충청발전특별위원회는 4일 “국민의힘과 대전·충남 단체장은 행정통합에 대한 일관성 있는 입장을 정하라”고 촉구했다. 특위는 이날 논평을 내고, “김태흠 충남지사와 이장우 대전시장은 대전·충남 통합법안에 대해 '20조원 규모의 지원 방안이나 재원 마련 방식, 교부 기준이 누락되었다'는 이유로 반대 입장을 고수하고 있다”며 “이러한 주장은 설득력이 없다”고 밝혔다. 특위는 “국힘이 필리버스터까지 중단하며 처리를 촉구했던 대구·경북 통합법 역시 20조원 규모의 지원 방안 등의 내용이 구체적으로 명시되지 않았기..

실시간 뉴스

지난 기획시리즈

  • 정치

  • 경제

  • 사회

  • 문화

  • 오피니언

  • 사람들

  • 기획연재

포토뉴스

  • 어린이보호구역 과속 금지 어린이보호구역 과속 금지

  • 3.8민주의거 역사적 의미 살펴보는 시민들 3.8민주의거 역사적 의미 살펴보는 시민들

  • ‘더 오르기 전에…’ 붐비는 주유소 ‘더 오르기 전에…’ 붐비는 주유소

  • 즐거운 입학식…‘반갑다 친구야’ 즐거운 입학식…‘반갑다 친구야’