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. 대전천변고속화도로 역주행 사고 경차 운전자 사망
  2. 지방선거 품은 세종시 2분기, 미완의 현안 대응 주목
  3. 지방선거 후 '세종시 3분기'...새로운 전환점 맞는다
  4. "캄보디아에 사회복지 개념 정립하고파"…한남대 사회복지학과 최초 외국인 박사
  5. 한국 최초 근대교육기관 설립한 선교사 '친필 서간문집' 복원
  1. [상고사 산책]⑤단재 신채호와 환단고기
  2. 조원휘 "민주당 통합법은 졸속 맹탕 법안"
  3. 김관형의 대전시의원 출사표… "더 낮은 자세로 시민들과 함께"
  4. [문예공론] 門
  5. 천안법원, 장애인 특별공급 노리고 아파트 분양권 판매한 일당 징역형

헤드라인 뉴스


2026년 막바지 세종시, 도시 완성도 한층 더 끌어올린다

2026년 막바지 세종시, 도시 완성도 한층 더 끌어올린다

2026년 '세종시=행정수도' 완성의 골든타임 한해가 다시 시작됐다. 1월 1일 새해 첫날을 지나 2월 17일 설날을 맞이하면서다. 세종특별자치시는 오는 6월 지방선거를 앞두고 '반쪽 행복도시'로 남느냐, '명실상부한 행정수도'로 나아가느냐를 놓고 중대 기로에 서 있다. 현실은 국가균형발전과 수도권 과밀 해소 대의 실현에 거리를 두고 있다. 단적인 예로 4년째 인구 39만 벽에 갇히며 2030년 완성기의 50만(신도시) 목표 달성이 어려워졌다. 중도일보는 올 한해 1~4분기 전체를 관통하는 핵심 현안과 일정을 정리하며, 행정수도 완..

6년간 명절 보이스피싱 4만건 넘었다… "악성앱 설치 시 피해 시작돼"
6년간 명절 보이스피싱 4만건 넘었다… "악성앱 설치 시 피해 시작돼"

최근 6년간 설과 추석 연휴 기간을 중심으로 발생한 보이스피싱 피해가 4만 건을 넘어선 것으로 확인됐다. 명절 기간에 택배 물량이나 모바일 송금, 온라인 쇼핑 수요, 모바일 부고장 빙자 등 범죄가 집중되고 건당 피해 규모도 커지고 있는 것으로 나타났다. 14일 국민의힘 이양수 국회의원이 금융감독원에서 제출받은 자료에 따르면 2020년부터 2025년까지 설과 추석 연휴가 포함된 1~2월과 9~10월 사이 발생한 보이스피싱 피해는 총 4만 4883건으로 집계됐다. 이 기간 피해 금액만 약 4650억 원에 달했다. 매년 피해 규모도 꾸준..

345㎸ 송전선로 구체적 후보경과지 논의로 이어질듯…입지선정위 내달 회의 주목
345㎸ 송전선로 구체적 후보경과지 논의로 이어질듯…입지선정위 내달 회의 주목

신계룡~북천안 345㎸ 송전선로 건설 사업의 9차 입지선정위원회가 3월 3일 개최될 예정인 가운데, 이날 지금까지 공개된 최적 경과대역보다 구체화한 후보 경과지가 위원회에 제시돼 논의될 전망이다. 한국전력이 임시 설계한 2~3개의 후보경과지 중 최종 단계의 최적 경과지 선정에 이르게 될 절차와 평가 방식에 대해 이번 회의에서 논의돼 의결까지 이뤄질 것으로 예상된다. ▲중요도·가중치 평가로 최적경과대역 도출 17일 한국전력 중부건설본부 등에 따르면, 신계룡~북천안 345㎸ 송전선로 입지선정위원회가 111명 규모로 재구성을 마치고 3월..

실시간 뉴스

지난 기획시리즈

  • 정치

  • 경제

  • 사회

  • 문화

  • 오피니언

  • 사람들

  • 기획연재

포토뉴스

  • 1950년~60년대 설날 기사는? 1950년~60년대 설날 기사는?

  • 이제는 사라지거나 잊혀져 가는 명절 모습 이제는 사라지거나 잊혀져 가는 명절 모습

  • ‘건강하고 행복한 설 명절 보내세요’ ‘건강하고 행복한 설 명절 보내세요’

  • ‘대전 죽이는 통합법, 절대 반대’ ‘대전 죽이는 통합법, 절대 반대’