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. 먹방 유튜버 쯔양, 피고소인 신분 대전둔산서 출석
  2. 오석진 대전교육감 예비후보 "교육은 학생 위한 것… 단일화 땐 합리적·공정하게"
  3. 차기 충남대병원장에 3명 입후보…이사회 12일 심사 후 교육부에 추천
  4. [사설] 석유화학 위기, 대산 단지 파급 살펴야
  5. [사설] 지방분권·행정수도 개헌도 지금이 적기다
  1. 갈고 닦은 실력 뽐내는 세계 미용인
  2. 학습 평가, 수강과목 추천도 'AI'로…대학가 인공지능 플랫폼 도입
  3. 민주평통 대전 동구협, 한반도 평화공존 대내외 정책 모색
  4. 원자력연 방사성의약품 캐리엠아이비지, 이제 진단용 고용량도 건강보험 적용
  5. [사설] '차기 총선 통합론' 더 현실적 대안인가

헤드라인 뉴스


`대전, 특수영상 산업 허브로’ 융복합 특수영상 콘텐츠 클러스터 첫삽

'대전, 특수영상 산업 허브로’ 융복합 특수영상 콘텐츠 클러스터 첫삽

대전이 특수영상 거점도시로 도약하기 위한 첫걸음을 내디뎠다. 융복합 특수영상콘텐츠클러스터 기공식이 11일 오후 2시 대전시 유성구 도룡동에서 개최됐다. 대전 융복합 특수영상 클러스터는 총 1690억 원(국비 772억 원, 시비 918억 원)이 투입되며 지하 1층 지상 8층, 3만 3528㎡ 면적에 스튜디오 5개 실과 특수영상 기업 입주 공간 80개 실, 교육시설과 전시체험공간이 들어설 예정이며 완공은 2028년 10월, 개관은 2029년 상반기를 목표로 하고 있다 이날 기공식에는 이장우 대전시장을 비롯해 조원휘 대전시의장, 임성환..

꿈돌이 호두과자, 대전역 판매 개시… 브랜드 인지도 상승과 매출 확대 기대
꿈돌이 호두과자, 대전역 판매 개시… 브랜드 인지도 상승과 매출 확대 기대

'꿈돌이 호두과자'가 대전역에서 본격 판매된다. 11일 대전시에 따르면 '꿈돌이 호두과자'는 대전역 2층 '꿈돌이와 대전여행'에서 판매를 시작한다. 이번 대전역 대합실 입점은 KTX 및 일반열차 이용객이 집중되는 핵심 동선에 판매 거점을 확보했다는 점에서 의미가 크다. 특히 출장·여행객 등 외지 방문객이 가장 많이 오가는 공간에서 '대전 방문 기념 먹거리'로 자연스럽게 노출되어 브랜드 인지도 상승과 매출 확대가 기대된다. 시는 3월 중 꿈돌이 호두과자와 대전시티투어 체험 프로그램을 연계해 관광·체험·소비를 결합한 마케팅으로 확장할..

정부 `국가채용센터` 2030년 세종시 누리동 노크
정부 '국가채용센터' 2030년 세종시 누리동 노크

공직자 인재 선발의 허브 '국가채용센터'가 2030년 세종시 완성기에 맞춰 누리동(6-1생활권) 입지를 노크하고 있다. 국가채용센터는 여러 장소에 분산된 시험 출제와 채점, 면접, 역량평가, 개방형 직위 선발 등 공무원 채용 전 과정을 통합 운영하게 될 인사혁신처의 핵심 업무시설이다. 인사혁신처는 지난 2016년 세종시 이전을 거쳐 현재 나성동 정부세종2청사에 자리잡고 있다. 행정중심복합도시건설청(이하 행복청, 청장 강주엽)은 11일 '국가채용센터 건립 사업'의 정부 예비타당성 조사 면제 소식을 전해왔다. 지난 10일 기획예산처 재..

실시간 뉴스

지난 기획시리즈

  • 정치

  • 경제

  • 사회

  • 문화

  • 오피니언

  • 사람들

  • 기획연재

포토뉴스

  • ‘저희 동아리가 만든 자동차랍니다’ ‘저희 동아리가 만든 자동차랍니다’

  • 개학기 등하굣길 ‘안전하게’ 개학기 등하굣길 ‘안전하게’

  • 대전 도심 곳곳 봄맞이 꽃단장 대전 도심 곳곳 봄맞이 꽃단장

  • 갈고 닦은 실력 뽐내는 세계 미용인 갈고 닦은 실력 뽐내는 세계 미용인