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2016-Feb

상온초전도체를 향한 돌파구? 위상절연체

작성자: Blonix IP ADRESS: *.148.87.98 조회 수: 281

간단히 소개하자면 물질의 내부는 부도체, 표면은 효율 100%의 전도성을 가진 물질이다.

즉 표면에서는 초전도성을 띈다. 이 현상은 실온에서도 마찬가지다.

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섭씨 100도에서도 초전도성이 유지되는 스테닌.


스태닌이란 두께가 원자 한 개 밖에 되지 않는 2차원 주석판(sheets of tin)을 말한다.


해당 연구진은 Physical Review Letters에 제출한 논문을 통해, 


스테닌의 가장자리에서는 전하가 실온에서도 열방산으로 인한 에너지 손실없이 이동할 수 있으며, 


따라서 스테닌은 최초의 기하학적 절연체(topological insulator)가 될 수 있다고 예측하였다.


현재 실험실에서 스테닌을 만들기 위한 실험이 진행 중이다.



"최근에 우리는 기하학적 절연체가 전자재료(electronic matter)의 또 다른 상태라는 사실을 발견했습니다.


기하학적 절연상태에 있는 재료들은, 마치 연료비를 내고 자동차를 고속도로의 법정속도까지 가속시킨 다음,


연료를 가능한한 쓰지 않고 최대한 멀리 이동하려는 것에 비유할 수 있습니다"라고 


DARPA 프로그램 매니저인 제프리 로저스가 말했다.


"우리는 이 연구를 통해, 스테닌을 실제로 응용할 경우 얼마나 전자 손실이 발생하는지 알아보려 합니다.


하지만 물리학적으로 보면 스테닌에서는 열방산이 일어나지 않아야 합니다.


다시 말해서 전자가 한번 엔트로피를 얻은 다음에는(take an entropy hit once) 아무 손실없이 나머지 거리를 이동합니다"



2006년에 스탠포드 연구진은 DARPA의 후원을 받아 Focus Center Research Program을 진행하는 과정에서


기하학적 절연체를 최초로 발견하였다. 


출처 :: http://www.rdmag.com/news/2013/12/theorists-new-state-quantum-matter-may-profoundly-change-electronics

출처 :: http://www.scientificamerican.com/article/could-atomically-thin-tin-transform-electronics/

출처 :: http://www.joysf.com/?mid=forum_sf&page=15&document_srl=4565892


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출처 :: http://blog.naver.com/nardlove/110176724513


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참고자료


천연 위상절연체 발견 ::  http://phys.org/news/2013-03-discovery-natural-topological-insulator.html

천연 위상절연체 :: https://www.technologyreview.com/s/522301/physicists-discover-worlds-first-naturally-occurring-topological-insulator/


Pascal Gehring과 그 동료들의 주장에 따르면, 


체코의 금광에서 발견된 카와줄라이트(Kawazulite) 광물을 이용,


단일결정판(single crystalline sheet)를 만듦으로써 천연위상절연체를 얻을 수 있었다.


이는 곧 천연위상절연체가 다른 광물들에도 존재할 수 있음을 의미한다.


이제 남은 문제는 카와줄라이트로부터 단일결정판을 대량으로 생산, 다음 세대의 스핀트로닉스 장비에 활용할 수 있는가이다.

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