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. [대전다문화] 7월 러시아 무더위 시작
  2. "韓 정치 승자독식 깨야"…지방분권 강화도 양극화 해법
  3. [대전다문화] 결혼이민자의 자립을 돕는 K-뷰티, 고강철 대표를 만나다
  4. [대전다문화] 밀키트 엄마에서 요리하는 엄마로
  5. [대전다문화] 대전 라틴 커뮤니티, 창의와 축제를 통해 문화를 나누다
  1. 대청호보전운동본부, 10일 대청호 민관협력 위한 첫 포럼 개최
  2. '한글도시' 위상 떨쳐… 세종시 작가 13명 '한글문화특별기획전’ 선정
  3. [대전다문화] 결혼문화의 변화: 전통과 현대 사이
  4. 법원, 음주사고 후 측정 거부 충남도의원 항소 기각
  5. [대전다문화] 야구로 이어진 마음, 나고야에서 대전까지

헤드라인 뉴스


김경수 지방시대위원장 취임...`세종시=행정수도` 제속도 낼까

김경수 지방시대위원장 취임...'세종시=행정수도' 제속도 낼까

김경수 지방시대위원회 위원장이 10일 공식 취임하면서, '세종시=행정수도'와 '5극 3특'의 균형성장 실현에 대한 기대감이 높아지고 있다. 현실의 벽은 여전히 높아 쉽지 않은 과제라는 건 분명하다. 위원회가 장관급의 대통령 직속 기구이나 예산 집행권을 갖지 못한 한계가 분명하고, 수도권의 초집중·과밀 속도가 여전히 빠르기 때문이다. 2004년부터 세종시와 12개 지방 혁신도시가 차례로 건설되고, 수도권 공공기관 중심의 분산 배치가 이뤄졌음에도 '인서울'의 큰 흐름은 꺾이지 않고 있다. ▲2019년 수도권 인구가 대한민국의 절반 상회..

‘윤석열’ 내란특검에 재구속… 법원 “증거인멸 염려” 영장 발부
‘윤석열’ 내란특검에 재구속… 법원 “증거인멸 염려” 영장 발부

윤석열 전 대통령이 재구속됐다. 내란 우두머리 혐의로 처음 구속됐다가 3월 8일 법원의 구속 취소 결정으로 석방된 지 124일 만이다. 서울중앙지법 남세진 영장전담 부장판사는 10일 오전 2시 7분경 직권남용 권리행사방해와 특수공무집행방해 등의 혐의로 내란 특검팀이 청구한 윤 전 대통령에 대한 구속영장을 발부했다. 발부 사유는 “증거 인멸 염려 때문”이라고 밝혔다. 앞서 조은석 특검검사팀은 경찰·고위공직자범죄수사처(공수처) 체포영장 집행 저지 혐의(특수공무집행 방해), 비화폰 통화기록 삭제 지시 혐의(경호처법상 직권남용교사), 12..

세종 공동캠퍼스 `충남대 의대` 9월 문 연다
세종 공동캠퍼스 '충남대 의대' 9월 문 연다

세종시 집현동 공동캠퍼스에 입주하는 충남대 의과대학이 오는 9월 문을 연다. 의정 갈등 여파로 한차례 개교 연기 끝 희소식으로, 앞으로 충남대 의대 입학생들은 의예과 1~2학년 과정을 세종공동캠퍼스에서 보내게 된다. 한석수 세종 공동캠퍼스 이사장은 9일 취임 1주년 기자간담회 자리에서 "임대형 캠퍼스의 절반 가까이를 차지하고 있는 충남대 의대가 의정 갈등으로 입주를 못하다 보니 편의시설 미비 등 운영 어려움이 있었지만 이제 자리를 갖춰가고 있다"며 이같이 밝혔다. 세종공동캠퍼스 운영법인(이하 공캠법인)에 따르면 2024년 개교 이후..

실시간 뉴스

지난 기획시리즈

  • 정치

  • 경제

  • 사회

  • 문화

  • 오피니언

  • 사람들

  • 기획연재

포토뉴스

  • ‘꿈돌이와 전통주가 만났다’…꿈돌이 막걸리 출시 ‘꿈돌이와 전통주가 만났다’…꿈돌이 막걸리 출시

  • 대전 쪽방촌 찾은 김민석 국무총리 대전 쪽방촌 찾은 김민석 국무총리

  • ‘시원하게 장 보세요’ ‘시원하게 장 보세요’

  • 지상 ‘한산’ 지하 ‘북적’…폭염에 극과 극 지상 ‘한산’ 지하 ‘북적’…폭염에 극과 극