경희대, 세계 최초 전자이동 가능 2차원 바일준금속 발견

두께에 따른 3차원 디락준금속→2차원 바일준금속 상전이 현상 발견

경희대학교 전경. (사진=경희대 제공) *재판매 및 DB 금지

[서울=뉴시스]이주영 인턴 기자 = 경희대 응용물리학과 최석호 교수 연구팀이 두께 변화로 위상준금속(topological semimetal)인 3차원 디락준금속(Dirac semimetal)이 2차원 바일준금속(Weyl semimetal)으로 상전이(phase transition)되는 현상을 발견해, 세계 최초로 2차원 바일준금속을 실험적으로 구현했다고 1일 전했다.

이번 연구는 국제 학술지 '어드밴스드 펑셔널 머티리얼스(Advanced Functional Materials)'(IF=19.00)에 지난달 31일 게재됐고, 국내외 특허가 출원됐다.

바일준금속은 새로운 종류의 금속으로, 독특한 위상성질을 지녀서 전압을 걸면 전자가 이동하는 통로를 형성한다.

이 통로에서는 저항을 받지 않고 전류가 흐를 수 있다고 한다. 보통 물질 속 전자는 질량을 갖지만, 바일준금속의 전자는 마치 질량이 없는 것처럼 움직이며 자기장의 세기와 방향에 극도로 민감하게 반응한다고 한다.

최석호 교수 연구팀은 기존에 이론으로만 예측됐던 2차원 바일준금속을 실험적으로 처음 실현했다. 연구팀은 연구 결과를 토대로 2차원 위상준금속을 제작할 수 있으며 이를 기반으로 한 나노구조를 이용해 차세대 신소자를 개발할 수 있다고 밝혔다.

연구진은 새로운 물성과 신소자 응용 가능성을 지닌 2차원 바일준금속을 구현함으로써 이 물질의 소자 응용 가능성을 높였다. 바일준금속을 활용하면 스마트폰과 자기공명영상(MRI) 장치 등 다양한 분야에 쓰이는 자기 측정 센서를 정밀하게 만들 수 있다고 한다.

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