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E<SUP>2</SUP>M : Electrical & Electronic materials = 전기 전자와 첨단 소재, v.32 no.1, 2019년, pp.32 - 41
최지현 (한양대학교 재료화학공학과) , 박태주 (한양대학교 재료화학공학과)
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| 핵심어 | 질문 | 논문에서 추출한 답변 |
|---|---|---|
| 위상절연체(topological insulators)의 특징은? | 최근 두 물질의 특성을 모두 지니는 세 번째 유형의 물질이 발견되었다. 벌크에 에너지 밴드갭이 위치하여 절연체의 성질을 갖지만, 표면에는 전자의 연속적인 에너지 준위가 존재하여 gapless한 금속의 성질을 갖는 위상절연체(topological insulators)가 바로 그것이다 [1]. 일반적인 절연체와 비교하였을 때의 특징적인 차이점은 금속성 표면을 지니고 유지한다는 점이다. | |
| 위상절연체의 도입과 함께 이를 적용할 수 있는 분야에는 무엇이 있는가? | 한편, 위상절연체의 도입과 함께 이를 적용할 수 있는 분야에 대한 관심이 증가하고 있다. 기존 Si 기반 소자를 대체하는 차세대 고성능 전계효과 트랜지스터의 구현을 위한 금속성 표면 준위에 기반한 채널 연구, 금속성 표면을 따라 존재하는 각각의 momentum이 갖는 스핀에 기반한 스핀 전류(spin current) 연구, 더 나아가 스핀 전류를 활용하는 메모리 그리고 양자적 컴퓨팅 연구 등이 이에 속할 수 있다. | |
| 절연체의 특징은? | 결정성 고체는 전자의 거동 관점에서 금속, 반도체, 절연체 등으로 분류할 수 있다. 금속의 경우, 페르미 준위(Fermi level)에 위치한 유한한 상태 밀도(density of state)로 인해 전자들이 자유롭게 움직이는 반면, 절연체의 경우, 허용된 상태밀도가 존재하지 않는 밴드갭 내에 페르미 준위가 놓이게 되고, 이로 인해 전자의 거동이 제한되어, 절연체로서의 특성을 갖는다. |
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