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. KT&G, 글로벌 100대 혁신기업 4년 연속 선정
  2. 대한민국 경제의 첨병 '선원'의 가치, 씨맨십으로 증명
  3. ”더워도 월드컵은 못 참죠” 월드컵 야외 응원 나선 대전 시민들
  4. "내년부터 10조 지원" 할 일 많아진 충청광역연합, 내실화 숙제
  5. [르포] "짠, 대전한화생명볼파크로!" 선양오크소맥, 한화팬심 저격하다
  1. '영원한 2인자' 고 김종필 탄생 100주년, 중용·통합의 정신 기린다
  2. 천안법원, 보관 중인 돈을 돌려주지 않은 60대 변호사 '벌금 2000만원'
  3. 천안시, 공무원 기후위기 대응 역량 강화 특강
  4. 천안시, '손 씻기·위생관리' 수족구병 예방수칙 당부
  5. 천안직산도서관, '손 끝에서 살아나는 작은 세상' 운영

헤드라인 뉴스


[세종 문화] 공간·장르의 벽 넘어… `초여름 문화예술 축제` 세종 물들인다

[세종 문화] 공간·장르의 벽 넘어… '초여름 문화예술 축제' 세종 물들인다

클래식 공연장에서 록과 인디 음악이 울려 퍼지고, 실을 뽑던 공장 건물에서 지역 예술가들의 작품이 관람객을 맞는다. 세종시가 6월 말 공간과 장르의 경계를 허무는 두 개의 문화예술 행사로 시민들을 찾아간다. (재)세종시문화관광재단(대표이사 박영국)은 재단 설립 10주년을 맞아 공연장과 갤러리를 무대로 다채로운 문화예술 콘텐츠를 선보이며, 세종 문화예술의 확장 가능성을 모색한다. 세종예술의전당에서는 세종 보헤미안 페스티벌의 극장형 공연인 '세종 보헤미안 스테이지'가 27일 개막하며, 조치원 1927 아트센터 내 갤러리 '실'에서는 지..

단양, 낚시축제로 여름 관광객 맞이… 지역상권 활력 기대
단양, 낚시축제로 여름 관광객 맞이… 지역상권 활력 기대

단양군이 여름철 관광 활성화와 지역경제 회복을 위해 전국 규모의 낚시 축제를 선보인다. 전국에서 모이는 선수와 가족, 동호인들로 인해 숙박업소와 음식점, 관광지 이용객 증가가 예상되면서 지역 상권에도 긍정적인 효과가 기대되고 있다. 군은 오는 7월 4일부터 5일까지 단양강 일원에서 '2026 단양강 피싱 페스티벌'을 개최한다. 이번 행사는 수상 레저와 생태관광, 낚시 체험을 결합한 체류형 관광 프로그램으로 운영된다. 행사에서는 최근 인기를 얻고 있는 스포츠피싱 프로그램이 먼저 진행된다. 카약을 이용한 민물고기 낚시 행사는 7월 4일..

한국 빛낸 해외무용스타들 귀환…음성서 춤으로 만난다
한국 빛낸 해외무용스타들 귀환…음성서 춤으로 만난다

음성군이 세계 무대에서 활약하는 한국인 무용수들과 해외 정상급 무용단을 한자리에 모아 국제 수준의 무용 공연을 선보인다. 군은 7월 29일 음성문화예술회관에서 해외무용스타 초청공연 'K-발레 스타 스페셜 갈라'를 개최한다고 밝혔다. 이번 공연은 세계 최고 권위를 자랑하는 파리 오페라 발레를 비롯해 독일 라이프치히 발레단, 드레스덴 잼퍼 오퍼 발레 등 해외 주요 발레단에서 활동 중인 한국인 무용수와 외국인 무용수들이 함께 참여한다. 또 일본 최정상 부토(Buto) 무용단과 포르투갈을 대표하는 Vortice Dance Company 등..

실시간 뉴스

지난 기획시리즈

  • 정치

  • 경제

  • 사회

  • 문화

  • 오피니언

  • 사람들

  • 기획연재

포토뉴스

  • 여름철 풍수해 대비 장비 점검 여름철 풍수해 대비 장비 점검

  • 수족구 예방…‘꼼꼼하게 손 씻어요’ 수족구 예방…‘꼼꼼하게 손 씻어요’

  • 접시꽃에 담긴 여름 접시꽃에 담긴 여름

  • 임직원들이 함께 즐기는 월드컵 임직원들이 함께 즐기는 월드컵