초록 ▼

■ 연구의 목적 및 내용
- 최근에 마요라나 입자에 관한 연구가 활발해 지면서, 위상절연체과 초전도물질의 접합면에서 나타나는 양자상전이현상에 관한 많은 관심이 집중되고 있음. 하지만 양자상전이현상의 당위성에 대해서 주장하는 논문들은 많으나, 양자상전이현상의 실험적 확인에 대해서는 매우 제한적인 접근만이 있어왔음. 본 과제에서는 관련 양자상전이에 필수적으로 수반되는 p-wave 초전도의 특성을 나노 스케일의 공간 분해능을 가지는 주사 터널링 검침 현미경을 이용하여 조사하고자 함.

■ 연구 결과
- 연구의 최종목

■ 연구의 목적 및 내용
- 최근에 마요라나 입자에 관한 연구가 활발해 지면서, 위상절연체과 초전도물질의 접합면에서 나타나는 양자상전이현상에 관한 많은 관심이 집중되고 있음. 하지만 양자상전이현상의 당위성에 대해서 주장하는 논문들은 많으나, 양자상전이현상의 실험적 확인에 대해서는 매우 제한적인 접근만이 있어왔음. 본 과제에서는 관련 양자상전이에 필수적으로 수반되는 p-wave 초전도의 특성을 나노 스케일의 공간 분해능을 가지는 주사 터널링 검침 현미경을 이용하여 조사하고자 함.

■ 연구 결과
- 연구의 최종목표는 Bi2Te2Se를 위에 Pb를 성장시켜서 Pb주위의 Proximity 효과가 Dirac물질의 스핀구조와 어떻게 결합되는지를 살펴보는 것임. 이에, Pb와 Bi2Te2Se 사이의 Interface를 노출시키기 위한 방법의 Demonstration으로써, Fe과 W의 계면의 성장을 Layer-plus-island에서 Island-plus-layer로 성장시키는 방법을 고안하여 Current Applied Physics에 게재하였음.

- Bi2Te2Se 표면에 관한 연구를 지속적으로 진행하였으며, 샘플을 깨끗하게 Cleave한 후, 표면 이미지와 Spectrum을 획득하였음. 여기에 Pb를 증착시켜 Island형태를 만든 후 터널링 Spectrum 관측을 진행함.
s-wave 초전도 갭을 얻지는 못하였음. Island 두께가 더 두꺼울 필요성을 확인하였으나, 이럴 경우 Pb Wetting layer BTS위에 성장하는 것을 확인함.

- 금속 기판위에 위상절연체 물질을 MBE로 성장시키는 방법을 연구하여 Nanotechnology에 게재하였음. 위상절연체를 금속기판위에 성장시키는 실험은 Pb등의 기판을 활용하여 위상절연체 물질과 기판과의 상호작용을 연구할 수 있는 중요한 수단이 됨. 해당 연구를 통해, 위상절연체가 금속위에 박막으로 자랐을 때 Dirac 점의 에너지이동을 관측하였으며, 전자간섭이 박막 두께에 따라 달라짐을 최초로 밝혀내었음. 금속 기판위에 위상절연체 샘플을 Epitaxial하게 성장시켜 그 전기적인 특성을 관측한 것은 최초로 향후 위상초전도체 연구에 중요한 첫 단계로 판단함.

■ 연구결과 활용계획 및 향후일정
- 2년 6개월의 연구기간동안, 가능한 모든 조건에 대하여 실험을 진행하였음 (기판 온도변화, Pb 증착속도 변화 등). Pb 기판에 위상절연체를 성장시키는 작업을 통해 실험을 마무리함.

- 위상초전도체에 관한 연구자들의 관심은 매우 높은 상태이며, Pb를 위상절연체위에 성장시키는 것도 많은 연구자들의 관심 사항임. 이에, 이를 정리하여 적절한 논문에 발표하도록 함.

(출처 : 연구결과 요약문 3p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 목차 ... 2
• Ⅰ. 연구결과 요약문 ... 3
• Ⅱ. 연구내용 및 결과 ... 4
• 1. 연구과제의 개요 ... 4
• 2. 국내외 기술개발 현황 ... 4
• 3. 연구수행 내용 및 결과 ... 5
• 4. 목표 달성도 및 관련 분야에의 기여도 ... 6
• 5. 연구결과의 활용계획 ... 6
• 6. 연구과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 6
• Ⅲ. 연구성과 ... 7
• 끝페이지 ... 7