| 중국과학원 물리연구소, 2형 바일 페르미온 발견 | ||
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 중국과학원 물리연구소/베이징(北京)응집물질물리학국가실험실, 미국 프린스턴대학과 스위스 취리히연방공과대학 연구자들로 구성된 국제 연구팀은 특수한 금속재료-WTe2 에서 새로운 “입자”-2형 바일 페르미온(Weyl fermion)의 존재를 예언했다. 관련 연구는 최신 “Nature” 저널에 발표되었다. 다양한 고체재료는 마치 하나하나의 “재료우주”와도 같이 다양한 특성을 갖춘 “입자”를 포함하고 있으며, 그 중 일부는 우주에서 찾아낸 진정한 기본 입자와 대응되지만 나머지는 일부 특수한 유형의 결정체에만 존재한다. 연구팀은 새로운 “입자”가 자기장에서 매우 다른 특성을 나타낸다는 것을 발견하였다. WTe2는 외부 자기장의 일부 특정된 방향에서 절연체 거동을 나타내나, 특정된 방향을 제외한 기타 방향의 자기장에서는 도체 거동을 나타낸다. 이런 특수한 물리 특성은 고효율, 저에너지 소모 특성을 갖춘 신형칩을 연구 개발하는데 도움이 된다. 연구팀은 WTe2에 존재하는 이 새로운 “입자”를 2형 바일 페르미온이라 명명하였다. 이 “입자”는 표준 양자장론 중 바일 페르미온의 “친척”이다. 2형 바일 페르미온 시스템은 제로에너지 부위에서 제한된 상태 밀도를 보유하고 있다. 즉, 크기가 제한된 페르미면을 갖고 있다. 2형 바일점은 전자형과 정공형 페르미면의 접촉점에서 나타나는데, 이는 2형 바일 페르미온에 새로운 특성을 부여한다. 해당 재료는 제한된 상태 밀도로 로렌츠 대칭성을 극복했다. 이번 발견은 많은 새로운 연구 방향을 개척했다. 같은 방향의 전기장과 자기장을 가할 경우, 표준적인 1형 바일 반금속의 저항률은 감소된다. 즉 세로방향의 마이너스 자기저항이 나타난다. 그러나 2형 바일 페르미온의 자기저항 거동은 결정체의 방향과 연관된다. 즉 자기장과 전류가 일부 특정된 결정체 방향에 따라 흐를 때, 저항률은 정상 금속과 마찬가지로 증가되나, 다른 방향의 저항률은 바일 반금속과 마찬가지로 감소된다. 해당 복잡한 수송 특성은 잠재적 응용 전망을 갖고 있다. 정보출처 : http://scitech.people.com.cn/n1/2016/0418/c1007-28282994.html |
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