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. 2차공공기관 이전... 지방선거 민심 흔들까
  2. 백지수도의 기운 '장군면'… 역사·맛집·카페로 뜬다
  3. 행정수도 품격의 세종 마라톤, ‘제1회 모두 런' 6월 13일 열린다
  4. '몇 년째 풀만 무성' 대덕특구 재창조 핵심과제 '융합연구혁신센터' 착공 언제?
  5. 6·3 지방선거, 최대 격전지 '대전'… 선거열기 고조
  1. [지선 후보 인터뷰-대전시장] 허태정 "이재명 정부와 원팀…지방주도 성장시대 실현”
  2. 선거 때마다 ‘청년 프렌들리’…여야 생색내기용 비판
  3. [지선 후보 인터뷰-대전시장] 이장우 “말 아닌 성과로 증명…위대한 대전 완성 전력"
  4. [앵커 人] 우승한 한밭대 라이즈사업단장 "학생성장 중심 개편… AI 기반 추적 시스템 도입"
  5. [기고] 온(溫)과 천(泉)에 담긴 오랜 온기, 유성온천문화축제

헤드라인 뉴스


지선 후보등록 코앞…금강벨트 시도지사 여야 후보 지지세 확산 사활

지선 후보등록 코앞…금강벨트 시도지사 여야 후보 지지세 확산 사활

6.3 지방선거 후보등록을 코앞에 두고 여야 최대격전지 금강벨트 광역단체장 후보들이 지지세 확산에 사활을 걸고 있다. 더불어민주당 허태정 대전시장 후보가 선거대책위원회를 띄우면서 '내란세력심판'을 강조하자 국민의힘 이장우 후보는 문화예술 정책 발표로 맞불을 놨다. 충남지사를 놓고 혈전을 벌이는 민주당 박수현 후보와 국민의힘 김태흠 후보는 각각 현장 행보와 정책 연대로 표밭 갈이에 나섰다. 각 후보들의 이같은 행보는 지방선거 승패가 보혁 (保革) 양 진영의 결집을 바탕으로 중도층 확장과 부동층 흡수에 달렸다는 점을 감안한 것으로 풀이..

"술 한잔 하자"는 이제 옛말… 대전 호프주점 500곳 붕괴 코앞
"술 한잔 하자"는 이제 옛말… 대전 호프주점 500곳 붕괴 코앞

젊은 층 사이에서 술을 멀리하는 문화가 퍼지며 문을 닫는 호프집이 점차 늘어가고 있다. '술 한잔하자'라는 인사가 '밥 한 끼 하자'란 인사와 같던 이전과는 달리, 코로나 19로 모임이 줄어들고, 과하게 술을 마시지 않는 문화에 따른 음주율 하락이 곧 술집 수 감소로 이어지고 있다. 11일 국세통계포털에 따르면 대전 호프 주점 사업자 수는 3월 기준 512곳으로, 1년 전(572곳)보다 60곳 줄어든 것으로 집계됐다. 2019년 3월 당시 1016곳으로 골목 주요 상권마다 밀집했던 호프 주점 수는 이듬해인 2020년 3월 888곳으..

`최민호·조상호` 세종시장 후보… 7대 현안 해법 차이는
'최민호·조상호' 세종시장 후보… 7대 현안 해법 차이는

더불어민주당 조상호 세종시장 후보와 국민의힘 최민호 시장 후보별 7대 현안에 대한 인식 차가 확인되고 있다. 교통체계 전환과 혼잡 해소, 해양수산부 이전 등 지역 이익과 충돌하는 중앙 정책 대응, 자족경제 구축과 민간 일자리 확대, 교육·의료 인프라 확충을 통한 정주여건 개선, 상가 공실과 상권 회복, 부동산 시장 안정과 주거 정책, 수도권 공공기관 이전을 놓고, 각 후보는 어떤 해 해법을 제시하고 있을까. 세종시 출입기자단은 11일 오전 SK브로드밴드 세종방송과 함께 6.3 지방선거 후보자 토론회를 갖고, 이에 대한 견해를 들어봤..

실시간 뉴스

지난 기획시리즈

  • 정치

  • 경제

  • 사회

  • 문화

  • 오피니언

  • 사람들

  • 기획연재

포토뉴스

  • 대전시장 허태정 후보 선대위 참석, 이장우 후보 문화산업 정책 발표 대전시장 허태정 후보 선대위 참석, 이장우 후보 문화산업 정책 발표

  • 공용자전거 타슈에 시민들 통행 ‘불편’ 공용자전거 타슈에 시민들 통행 ‘불편’

  • 7년 만에 재개된 선양계족산맨발축제…‘황톳길의 매력에 빠지다’ 7년 만에 재개된 선양계족산맨발축제…‘황톳길의 매력에 빠지다’

  • 작은 지구촌에서 즐기는 세계인 어울림 대축제 작은 지구촌에서 즐기는 세계인 어울림 대축제