양자물질 속 ‘맥놀이 신호’ 숨은 정체 풀었다 작성일 08-19 30 목록 <div id="layerTranslateNotice" style="display:none;"></div> <strong class="summary_view" data-translation="true">표준연, 위상절연체 나노선의 ‘맥놀이’ 신호 발생원인 규명<br>열전실험 통해 위상·전자상태 양자간섭 입증...양자소자 해석·설계에 활용</strong> <div class="article_view" data-translation-body="true" data-tiara-layer="article_body" data-tiara-action-name="본문이미지확대_클릭"> <section dmcf-sid="p8HVBxlwhd"> <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="ccf40e5a6d4eb14e97bc79273a81a0fcaad46e983972284f706f54f3a36e92a2" dmcf-pid="U6XfbMSrWe" dmcf-ptype="figure"> <p class="link_figure"><img alt="표준연 연구팀이 위상절연체 나노선의 양자수송 측정에 사용되는 실험 부품을 확인하고 있다. 표준연 제공." class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202608/19/dt/20260819165410700njit.jpg" data-org-width="640" dmcf-mid="3OVjLr71yi" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img2.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202608/19/dt/20260819165410700njit.jpg" width="658"></p> <figcaption class="txt_caption default_figure"> 표준연 연구팀이 위상절연체 나노선의 양자수송 측정에 사용되는 실험 부품을 확인하고 있다. 표준연 제공. </figcaption> </figure> <p contents-hash="baeee4b667e04bde84a2da5750d05e69d2c9607cee701d9fe73ff793edf3b39c" dmcf-pid="uPZ4KRvmlR" dmcf-ptype="general"><br> 국내 연구진이 양자물질의 양자신호 해석에 걸림돌로 작용했던 ‘맥놀이 신호’ 발생 원인을 규명했다. 첨단 양자소자를 정밀하게 제어·설계하는 데 기여할 것으로 기대된다.</p> <p contents-hash="4fb7cea9cee650e35dc9a7d24fedb59da762bf4fa3938226476ff1538475b703" dmcf-pid="7Q589eTsvM" dmcf-ptype="general">한국표준과학연구원은 광주과학기술원(GIST), 충남대, 국립공주대 등과 공동으로 위상절연체 나노선에서 양자신호 해석의 장애물였던 맥놀이 신호 발생 원인을 규명하는 데 성공했다고 19일 밝혔다.</p> <p contents-hash="56d359d107b1c682591485b07f7f119f5581efa7a5438bc4e1ac841aab5d747c" dmcf-pid="zx162dyOyx" dmcf-ptype="general">위상절연체는 내부에 전기가 잘 흐르지 않지만 표면에는 전자가 이동할 수 있는 특수한 상태가 존재하는 양자물질이다.</p> <p contents-hash="fcd1aca66bbbe44f856134f4bfcf1818c6f4f6b8b3560f843d991484e8595816" dmcf-pid="qMtPVJWIlQ" dmcf-ptype="general">위상절연체를 나노미터 수준의 가느다란 선으로 만든 나노선에는 표면의 전자가 둘레를 따라 이동하고, 자기장을 가하면 이동 경로가 다른 전자의 파동이 서로 간섭해 전기 전도도가 규칙적으로 변하는 ‘아하로노프-봄(AB) 진동’이 나타난다.</p> <p contents-hash="af2f770fd817a897604df69b8d0dd2480994303cd3d431a8eb8226755f096486" dmcf-pid="BRFQfiYCyP" dmcf-ptype="general">그동안 위상절연체에서는 도핑 등의 영향으로 표면 바로 아래에도 전자가 이동하는 얇은 층이 생길 수 있고, 이 층도 전자의 이동 경로가 될 수 있다.</p> <p contents-hash="843b527e1497dbaa84d5ab483d7ab6327627feab06bba0a947f118ae146b3eb7" dmcf-pid="be3x4nGhS6" dmcf-ptype="general">하지만 위상 표면 상태와 AB 진동에 영향을 주는지는 명확히 알려지지 않았다.</p> <p contents-hash="40f3fefbc79553e86a9d27e89129eb4dace48aabf08e1138b631b15cbdb04040" dmcf-pid="Kd0M8LHll8" dmcf-ptype="general">연구팀은 안티몬(Sb)을 첨가한 비스무트 셀레나이드(Bi2Se3) 나노선에서 AB 진동이 열전현상에서 생기는지 확인하던 중 맥놀이 현상을 발견했다.</p> <p contents-hash="ed624bb5a94155f07f7e82f576aa99c16cbdb6a8ffb1cfe7f895582193256a14" dmcf-pid="9fY9zPCEC4" dmcf-ptype="general">맥놀이는 주기가 다른 진동이 겹쳐 마치 두 소리굽쇠가 ‘웅∼웅∼‘소리를 내듯 신호 세기가 변하는 현상이다. 예상하지 못한 다른 진동 성분의 존재를 포착한 것이다.</p> <p contents-hash="91737dc4e8496f01d9c809cd75af3b1eafdf6d5bc246bfe6025710b6e60368a7" dmcf-pid="24G2qQhDhf" dmcf-ptype="general">연구팀은 이를 토대로 기존 전기전도 데이터를 다시 분석한 결과, 같은 맥놀이 현상이 존재함을 재확인했다.</p> <p contents-hash="0739bac2c6f41147f309ccb80df921fa7d92e0e5db7c68fc31d2cb54ed7b7b66" dmcf-pid="V8HVBxlwCV" dmcf-ptype="general">맥놀이가 ‘위상 표면 상태’(TSS)와 표면 아래 일반 전자층인 ‘2차원 전자기체’(2DEG)의 진동 성분들이 겹쳐 나타난다는 사실을 확인했다.</p> <p contents-hash="9f1ecdc8839bc6f498b404859ba621fe365564d85174c4a65d8b83ffc4e4cdfb" dmcf-pid="f6XfbMSrC2" dmcf-ptype="general">구체적으로 두 전자 이동경로가 나노선을 감싸는 면적이 미세하게 달라 서로 다른 주기의 진동이 생기고, 이들이 중첩돼 맥놀이를 일으킨다는 사실을 밝혀낸 것이다.</p> <p contents-hash="3f5c3fa7b46c07378890ac687227831d94822bd1bdf32277953a989e8a2a75af" dmcf-pid="4PZ4KRvmv9" dmcf-ptype="general">송태근 국립공주대 교수팀은 머신러닝 기법을 이용해 뭉쳐 보이던 진동 성분을 분리했고, 게이트 전압에 따라 맥놀이 무늬가 변해도 각 진동수는 고유하게 유지된다는 사실을 규명했냈다.</p> <p contents-hash="053bf6bb32c2ae2dfb8a293fcd2fb32227639f985e3b122e6b639c5c4cc88e88" dmcf-pid="8Q589eTsSK" dmcf-ptype="general">배명호 표준연 책임연구원은 “전자가 위상 상태뿐 아니라 일반 전자 상태를 오가며 양자 간섭이 일어날 수 있음을 보여준 연구”라고 말했다.</p> <p contents-hash="587451b5b22bf4b89ae7e0d595dff3e26efcad9489ae9fbef65db8e28021800b" dmcf-pid="6x162dyOCb" dmcf-ptype="general">최상준 GIST 교수는 “서로 다른 전자 상태의 간섭을 이해하고 제어하는 원리는 향후 위상 양자소자 설계에도 활용될 수 있을 것”이라고 밝혔다.</p> <p contents-hash="edd370289486400915cfd68b012503f253e8c9ef4d10e4e703c3af0f91a6e705" dmcf-pid="PMtPVJWICB" dmcf-ptype="general">연구결과는 국제 학술지 ‘나노 레터스’ 지난 6월 8일에 실렸다.</p> <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="c566df72b8913aa10c1d3d7b2a2ea2c695c0df0af0b1e5526567833b357a33c6" dmcf-pid="QRFQfiYCSq" dmcf-ptype="figure"> <p class="link_figure"><img alt="위상절연체 나노선 양자간섭 연구결과가 실린 국제 학술지 표지. 표준연 제공." class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202608/19/dt/20260819165411979waxn.jpg" data-org-width="512" dmcf-mid="03MmkSV7yJ" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img4.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202608/19/dt/20260819165411979waxn.jpg" width="658"></p> <figcaption class="txt_caption default_figure"> 위상절연체 나노선 양자간섭 연구결과가 실린 국제 학술지 표지. 표준연 제공. </figcaption> </figure> <p contents-hash="6ad693fe637d7350c620e7c95746a6502aa160199d7ad15368f978b431ab8c5e" dmcf-pid="xe3x4nGhvz" dmcf-ptype="general"><br> 이준기 기자 bongchu@dt.co.kr</p> </section> </div> <p class="" data-translation="true">Copyright © 디지털타임스. 무단전재 및 재배포 금지.</p> 관련자료 이전 드론 시대에 대응하는 저가형 무인 잠수정 ‘하달루스’ [핵잼 사이언스] 08-19 다음 SK하이닉스는 50%·美 메모리는 100%?…주주환원 숫자의 비밀 08-19 댓글 0 등록된 댓글이 없습니다. 로그인한 회원만 댓글 등록이 가능합니다.
