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. 서산 인지면 당율저수지서 물고기 1천여 마리 집단 폐사
  2. 충남대 ‘NEXUS’ 승부수… KAIST·기업 역량 모아 '서울대 10개' 도전
  3. 2375명 중수청 특례임용 지원… 대전청 비수도권 ‘선호지’ 될까
  4. “딸기와 가요의 달콤한 만남”… ‘제1회 논산딸기 전국가요제’ 개최
  5. 공공기관 이전 발표 임박에 충청권 지자체 '후끈'
  1. 전직 소방간부 자녀 근평 7위→2위… 전 둔산소방서장 벌금형
  2. 기업은 대학 안으로, 성과는 중부권으로… 충남대 IoC 구상
  3. KAIST, 물방을 맺히는 신기술로 열전달 5.5배 향상 개발
  4. [앵커 ON] 강의실·연구실·기업 한 팀… 한남대의 '새 실험' 지역 성장으로
  5. 김민석호 새 지도부 첫발…문진석·장철민 주요 당직 발탁

헤드라인 뉴스


더 좋은 온통대전2.0 등 대전시 `10대 공약` 확정

더 좋은 온통대전2.0 등 대전시 '10대 공약' 확정

민선 9기 대전시의 10대 핵심 공약이 확정됐다. 24일 대전시에 따르면 10대 공약에는 ▲더 좋은 온통대전2.0 ▲AI 반도체·첨단센서산업 거점 조성 ▲첨단 벤처기업 2000개 육성 ▲청년 일자리 통합플랫폼 구축 ▲주민참여제도 연계를 통한 시민참여 플랫폼 구축 ▲대전 빵축제를 대한민국 대표 축제로 육성 ▲한화생명볼파크 관람석 3000석 증설 ▲대전형 응급의료체계 개편 ▲365일 24시간 아이돌봄시스템 구축 ▲대전의료원 정상 설립 추진 등이 포함됐다. 시는 출범 후 대전시장직 인수위원회와 소통 및 시 내부 검토를 통해 이 같은 공약..

투자보단 관망하거나 예·적금으로... 충청권 목돈 저축성·요구불 예금 쏠린다
투자보단 관망하거나 예·적금으로... 충청권 목돈 저축성·요구불 예금 쏠린다

등락 폭이 큰 주식 시장을 경험한 충청 지역민들의 목돈이 대기성 자금인 요구불예금과 안전자산으로 분류되는 정기예금으로 몰리는 모습이다. 기준금리 인상이 맞물리면서 각 은행이 높은 적금 상품을 내놓으며 안전자산 쏠림 현상이 지속될 전망이다. 24일 한국은행에 따르면 6월 말 기준 대전 시중은행 저축성예금 잔액은 48조 8101억 원으로, 1년 전보다 2.6% 증가한 것으로 집계됐다. 1월부터 6월까지 총 증가액은 5조 7861억 원이다. 6월 한 달 저축성예금은 846억 소폭 감소하는 모습을 나타냈으나, 요구불예금은 2000억 원 이..

세종에 `국립여성사박물관` 건립… 행정수도 기관 이전 `촉매제` 되나
세종에 '국립여성사박물관' 건립… 행정수도 기관 이전 '촉매제' 되나

<속보>=성평등가족부 산하기관인 '국립여성사박물관'이 세종시 어진동에 건립된다. <중도일보 2026년 4월 10일자 1면 보도> 부지는 어진동 메리어트호텔 뒤편에 자리한 문화시설 용지 1-2 구역으로, 이르면 2029년 첫 삽을 떠 2030년 말 완공을 목표로 하고 있다. 이와 함께 또 다른 산하기관인 '한국양성평등교육진흥원'의 세종시 이전 움직임도 물밑에서 감지되면서, 법안 계류로 지지부진한 성평등가족부 이전의 촉매제로 작용할 수 있다는 기대감도 커지고 있다. 24일 중도일보가 세종시와 행복청, 성평등가족부를 취재한 결과, 성평등..

실시간 뉴스

지난 기획시리즈

  • 정치

  • 경제

  • 사회

  • 문화

  • 오피니언

  • 사람들

  • 기획연재

포토뉴스

  • 2027학년도 대학수학능력시험 원서 접수 시작 2027학년도 대학수학능력시험 원서 접수 시작

  • 호흡기 질환자 급증…‘건강 유의하세요’ 호흡기 질환자 급증…‘건강 유의하세요’

  • 처서 무색한 폭염…음악분수 보며 휴일 만끽 처서 무색한 폭염…음악분수 보며 휴일 만끽

  • 가족과 함께 해서 즐거운 한여름 밤 독서하기 가족과 함께 해서 즐거운 한여름 밤 독서하기