국내 연구진이 나노 물결무늬에서 고차·위상학적 양자 상태를 발견했다.
카이스트(KAIST)는 이성빈 물리학과 교수 연구팀이 두겹으로 비스듬하게 겹쳐 있는 뒤틀린 이중 층 그래핀의 무아레 무늬(나노 물결무늬)에서 새로운 고차·위상학적 양자 상태가 발생한다는 사실을 이론적으로 규명했다고 4일 밝혔다.
연구진은 그래핀 이중 층의 무아레 무늬에서 나타나는 탄소 구조가 뒤틀림 각도에 상관없이 항상 일정한 몇 가지의 공간 대칭성을 가진다는 점을 이용했다.
이를 통해 뒤틀림 각도에 상관없이 이중 층 그래핀이 절연체라면, 이 그래핀은 반드시 고차·위상학적 절연체 상태여야 한다는 사실을 이론적으로 규명했다.
고차·위상 절연체는 물질의 내부는 절연체지만 에너지띠의 위상학적 특성으로 인해 물질의 모서리 혹은 경계면에서 전기 전도성을 띄는 새로운 절연체의 종류다.
박문집 연구원이 제1 저자로 참여한 이번 연구 결과는 국제 학술지 ‘피지컬 리뷰 레터스’ 11월22일자 온라인판에 편집자 추천 논문으로 게재됐다.
또 같은 달 14일 매달 전체 물리학계에서 중요하다고 여겨지는 주제를 소개하는 ‘네이처 리뷰 피직스’ 연구 하이라이트에 선정되기도 했다.
우상규 기자 skwoo@segye.com