초록 ▼

□ 연구개발 목표 및 내용
○ 최종 목표
경계면의 위상상태에 초전도 준입자를 인가하여, Majorana Fermion 상태를 ATmPn 이종구조체의 경계면에서 구현하고자 한다.

○ 전체 내용
새로운 위상물질군인 ATmPn (A: 알카리 금속, Tm: 전이금속, Pn:17족 닉토젠) 계열의 신물질 개발을 바탕으로, 현재 가장 앞선 박막 증착 방법인 Pulsed Laser Deposition (PLD) 방법을 이용하여 위상물질의 이종구조체를 구현하는 것이다. 최종적으로 ATmPn를 바탕으로 한 이종구조체와

□ 연구개발 목표 및 내용
○ 최종 목표
경계면의 위상상태에 초전도 준입자를 인가하여, Majorana Fermion 상태를 ATmPn 이종구조체의 경계면에서 구현하고자 한다.

○ 전체 내용
새로운 위상물질군인 ATmPn (A: 알카리 금속, Tm: 전이금속, Pn:17족 닉토젠) 계열의 신물질 개발을 바탕으로, 현재 가장 앞선 박막 증착 방법인 Pulsed Laser Deposition (PLD) 방법을 이용하여 위상물질의 이종구조체를 구현하는 것이다. 최종적으로 ATmPn를 바탕으로 한 이종구조체와 Nb 혹은 MoGe과 같은 s-wave 초전도체와의 Quantum hall Junction을 통하여, 그 경계면의 위상상태에 초전도 준입자를 인가하여, Majorana Fermion 상태를 ATmPn 이종구조체의 경계면에서 구현하고자 한다.

○ 1단계
□ 목표
ATmPn 물질군의 위상물질 Epitaxial thin film 확보

□ 내용
ATmPn thin film을 Pulsed laser deposition 방법으로 단결정 기판위에 Epitaxial한 thin film을 성장시킨다.

○ 2단계
□ 목표
다양한 물질과 함께 이종접합 구조를 가진 이종구조체 구현.

□ 내용
- 이종 구조체의 구조적/종합적인 전기적 수송 특성 분석.


□ 연구개발성과
물질인 KZnBi (KZB)의 단결정 성장부터 본연구에서 직접 수행하였으며, 이 단결정을 이용하여 PLD system의 target을 직접 제작하였다. 이를 이용하여 KZB 박막을 제작하였으며, 특히 이물질은 일반 대기에서 반응하여 파괴되는 특징이 있었다. 이러한 돌발적인 상황에서, 이를 극복하기 위하여, 산화물 capping layer covering technique를 개발하여 이를 극복하였다.

□ 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과
KZnBi 샘플은 산소 및 물이 포함되어 있는 일반 대기에 매우 취약하다. 이러한 부분이 향후 과제 수행시에 상당한 제한 사항으로 나타날 수 있다. 이러한 제한 사항은 여러 2D 물질 및 산화물에서도 나타난다. 이를 극복하기 위하여 capping layer을 이용한 방법을 구현하게 되었다. 하지만, 다양한 물질들을 활용하여 보다 견고하고 화학적으로 안정된 capping layer를 구현하기 노력하였다. 이를 위해 Si3N4, HfO2, LaAlO3 등의 물질들을 복합적으로 PLD system에 사용하여 KZB film을 capping layer를 이용하였지만, 그것보다는 capping layer를 covering하여 device 형태로 개발하여, 일반 대기중에도 안정된 디바이스를 개발하였다.

(출처 : 요약문 2p)