| 中, 고온의 철기반 초전도재료 중 신형 1차원 토폴로지 경계상태 최초 발견 | ||
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 최근, 중국과학기술대학교 허페이(合肥)마이크로규모 물질과학국가실험실 왕정페이(王征飛) 교수는 미국유타대학교 류펑(劉鋒) 교수, 칭화(清華)대학교 쉐치쿤(薛其坤)원사, 마쉬춘(馬旭村) 연구원, 중국과학원물리연구소 저우싱장(周興江) 연구원과 협력하여 철기반 고온 초전도재료 중 신형 1차원 토폴로지 경계상태를 최초로 발견하였다. 해당 성과는 2016년 7월 4일 ‘Nature Materials’에 온라인으로 발표되었다. 초전도재료와 토폴로지재료는 최근 몇 년간 응집물질물리학 연구에서 큰 이슈로 되고 있다. 예측에 의하면, 토폴로지 초전도재료는 자기장에서의 소용돌이 중심에서 마요라나 페르미온(Majorana fermion)을 생성한다. 마요라나 페르미온의 반입자는 그 입자 자체이기에 기존의 전자기 또는 물리간섭에 의해 쉽게 파괴되지 않으며 양자 계산에서의 양자 비트 정의에 사용될 수 있으므로 기존 양자 비트의 결어긋남(Decoherence) 문제를 해결하는데 도움을 주어 그 생존시간을 향상시킬 수 있다. 양자계산은 기존 계산에 비해 양자 역학의 중첩 원리 우위를 갖고 있으며 기존 계산과 병행으로 처리할 수 있다. 자연계에서 아직까지 토폴로지 초전도재료를 발견하지 못하였다. 따라서 토폴로지 초전도재료를 찾기 위한 연구는 많은 관심을 받고 있다. 단일 재료 고온 토폴로지 초전도체를 구현하기 위해 연구팀은 FeSe/SrTiO3 신형 고온 초전도 재료를 연구대상으로 하고 이론적 계산, 주사형 터널 현미경과 각해상도 광전자 분광법과 결합시켜 그 반강자성 전자구성을 체계적으로 연구하였으며, 실제공간에서 스핀-궤도 결합으로 오픈한 토폴로지 에너지갭에서 신형 1차원 토폴로지 경계상태의 존재를 관측하였다. 해당 연구는 FeSe/SrTiO3에 동시에 존재하는 초전도체와 토폴로지 2가지 특성을 규명하였다. 따라서 전자와 홀 도핑을 통하여 초전도와 토폴로지 에너지갭 위치를 한층 더 조절할 수 있다. 이는 단일 재료 고온 토폴로지 초전도체와 마요라나 페르미온을 탐색하는데 새로운 연구경로를 개척하였다. 동시에 해당 연구는 또한 FeSe/SrTiO3의 고온 초전도 메커니즘을 한층 더 이해하는데 이로우며 철기반 고온 초전도재료의 메커니즘 연구를 추진하는데 매우 중요한 의미가 있다. 정보출처 : http://www.wokeji.com/kbjh/zxbd_10031/201607/t20160706_2675770.shtml |
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