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. 계룡시, 8월 1일 ‘2026 팥빙수 축제’ 개최
  2. 중수청 수사인력 충원 윤곽나오나… 대전중수청 직급별 인원은 아직
  3. 장윤기 사건 후속 전수조사 대전서 1건… 제한된 조사방식 한계
  4. [독자권익위원 칼럼] 클래리티 법안과 스테이블 코인
  5. 대전 중소병원 신축·확장 등 변화 잇달아…31년 전통 연합정형외과 '변화'
  1. ‘더위 조심하세요’
  2. 목원대 동문 웹툰, '김부장'·'광장' 잇단 흥행으로 경쟁력 입증
  3. AI로 연구하고 발표까지…대전과학고 융합 탐구 캠프 운영
  4. 국세청, K-주류 세계화… 국가대표 술, 해외 진출 지원
  5. 여름철 녹조가 미세플라스틱 가속화…KAIST 연구팀 연구논문

헤드라인 뉴스


`세종=행수` 합헌 전환점 맞나…"이 대통령도 합헌 결정 기대"

'세종=행수' 합헌 전환점 맞나…"이 대통령도 합헌 결정 기대"

2004년부터 22년간 제자리걸음인 '행정수도 이전' 위헌 논란, 올해는 끊어낼 수 있을까. 허허벌판 그 자체에서 우여곡절 끝에 행정중심복합도시로 성장한 세월은 합헌의 문턱을 가깝게 하고 있다. 43개 중앙행정기관과 15개 국책연구기관 이전이 마무리됐고, 앞으로 7년 이내 대통령 집무실과 국회 세종의사당 시대도 열리기에 충분한 명분도 갖췄다. 정치권과 학계의 인식도 부정과 중립에서 긍정으로 점점 바뀌어 가고 있다. 위헌 논란 극복의 선결 조건은 하반기 국회에서 행정수도특별법이 제정되는 데 있다. 이후 다시 위헌 시비에 휘말려도, 합..

충청서 첫 성적표 받는 與 당권주자들…충청 현안 해결 약속할까
충청서 첫 성적표 받는 與 당권주자들…충청 현안 해결 약속할까

더불어민주당 전당대회 첫 순회경선지인 충청권 순회경선을 하루 앞둔 가운데 당권 주자들의 시선이 충청권으로 쏠리고 있다. 김민석·정청래·송영길 후보가 연일 충청권을 찾으며 당심 공략에 나선 가운데 지역에서는 이번만큼은 실질적인 현안 해결로 이어져야 한다는 목소리가 커지고 있다. 민주당은 8월 1일 대전컨벤션센터(DCC)에서 '2026 대전광역시당 정기당원대회'와 '당대표·최고위원 후보자 충청권 순회경선 합동연설회'를 잇따라 개최한다. 앞서 28일부터 31일까지 나흘간 충청권 권리당원 투표를 진행해 1일에 충청권 투표 결과와 함께 대전..

집중호우 뒤 폭염 덮친 밥상… 충청권 잎채소값 `껑충`
집중호우 뒤 폭염 덮친 밥상… 충청권 잎채소값 '껑충'

7월 중순 집중호우에 이어 폭염까지 겹치면서 잎채소를 중심으로 농산물 가격이 가파르게 오르고 있다. 특히 이번 집중호우로 전국 농작물 침수 피해가 충청권에 집중된 만큼 지역 산지의 생산 차질이 이어지며 당분간 소비자들의 장바구니 부담도 커질 것으로 전망된다. 29일 한국농수산식품유통공사(aT) 농산물유통정보(KAMIS)에 따르면 전국 평균 소매가격 기준 청상추(100g)는 1567원으로 한 달 전(1083원)보다 약 44.7% 올랐다. 열무(1㎏)는 3195원으로 전월(2323원) 대비 37.5% 상승했고, 오이(10개)는 1만66..

실시간 뉴스

지난 기획시리즈

  • 정치

  • 경제

  • 사회

  • 문화

  • 오피니언

  • 사람들

  • 기획연재

포토뉴스

  • 한성숙 총리, ‘충청권을 반도체 성장축으로’ 한성숙 총리, ‘충청권을 반도체 성장축으로’

  • 민선9기 재정혁신 발표하는 허태정 대전시장 민선9기 재정혁신 발표하는 허태정 대전시장

  • ‘더위 조심하세요’ ‘더위 조심하세요’

  • ‘여름 휴가 떠납니다’ ‘여름 휴가 떠납니다’