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본 실험은 Bi2Se3 위상절연체 나노리본의 나노소자 공정과 전기적 수송 특성의 대한 연구이다. 단결정의 Bi2Se3 나노리본은 텅스텐 팁을 이용하여 290 nm 두께의 실리콘 산화물이 덮여 있는 실리콘 기판 위로 분산되었다. 이후 전자 빔 리소그래피로 전극을 디자인한 후에 전자 빔 증착으로 ...

본 실험은 Bi2Se3 위상절연체 나노리본의 나노소자 공정과 전기적 수송 특성의 대한 연구이다. 단결정의 Bi2Se3 나노리본은 텅스텐 팁을 이용하여 290 nm 두께의 실리콘 산화물이 덮여 있는 실리콘 기판 위로 분산되었다. 이후 전자 빔 리소그래피로 전극을 디자인한 후에 전자 빔 증착으로 노말(Au)과 초전도(Pb0.5In0.5) 전극은 각각 증착하였다. 노말 측정에서 자기저항 곡선은 weak antilocalization (WAL)의 특징을 보여주었으며, 또한 온도 의존성도 확인되었다. 초전도 전이온도, Tc = 6.7 K, 이하에서 조셉슨 전극은 소위 안드레이 반사(Andreev reflection) 효과로 불리는 초전도 근접효과(superconducting proximity effect)로 인해 전도도 증가(conductance enhancement) 현상이 관측 되었다. T = 2.4 K의 기저온도에서 임계온도(Ic)가 340 nA인 초전류를 관측하였다. 우리는 또한 접합에 수직으로 외부 자기장을 가함에 따라 초전류가 주기적으로 진동하는 프라운호퍼 회절 패턴을 관측함으로써 완전한 조건을 갖춘 초전도/위상절연체/초전도 조셉슨 접합임을 확인하였다. 우리의 실험적 연구는 초전도 큐빗 소자뿐만 아니라 마요라나 페르미온과 같은 특수한 준 입자 탐사에 큰 밑거름이 될 것이다.

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