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KAIST, 나노 물결 무늬에서 새로운 양자 상태 발견

KAIST, 나노 물결 무늬에서 새로운 양자 상태 발견  이미지
국내 연구진이 나노 물결 무늬에서 고차-위상학적 양자 상태를 발견했습니다.

KAIST 이성빈 교수 연구팀은 두 겹으로 비스듬하게 겹쳐 있는 뒤틀린 이중 층 그래핀의 무아레 무늬 즉 나노 물결 무늬에서 새로운 고차-위상학적 양자 상태가 발생한다는 사실을 이론적으로 규명했다고 밝혔습니다.

연구진은 그래핀 이중 층의 무아레 무늬에서 나타나는 탄소 구조가 뒤틀림 각도에 상관없이 항상 일정한 몇 가지의 공간 대칭성을 가진다는 점을 이용했습니다.

이를 통해 뒤틀림 각도에 상관없이 이중 층 그래핀이 절연체라면, 이 그래핀은 반드시 고차·위상학적 절연체 상태여야 한다는 사실을 이론적으로 규명한 겁니다.

고차·위상 절연체는 물질의 내부는 절연체지만 에너지띠의 위상학적 특성으로 인해 물질의 모서리 혹은 경계면에서 전기 전도성을 띄는 새로운 절연체의 종류입니다.

무아레 무늬는 그래핀과 같은 이차원 나노 물질 두 겹을 비스듬하게 올려놓았을 때도 나타나는데 뒤틀림의 각도에 따라 전기가 흐르지 않는 절연체가 되기도 하고 전기 저항이 아예 없는 초전도체가 되기도 하는 등 물성이 크게 변화할 수 있습니다.

특히 마법의 각도라고 불리는 1.1도 부근에서 전기 저항이 0이 되는 초전도 현상이 발견돼 이를 설명하기 위한 많은 연구가 진행 중입니다.

신현준 [shinhj@ytn.co.kr]
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