나노기술 및 정책 정보

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● 일본 토호쿠대학교의 가미야마 아키노리 박사 연구팀이 강자장, 극저온 환경에서 동작하는 ‘주사형 스트로보스코프(stroboscope) 분광 현미경’을 개발하여 토폴로지컬 물질의 일종인 분수 양자 홀 액체의 가장자리를 따라 전자가 달리는 움직임을 촬영하는 데 성공

● 연구진은 약 500nm 정도의 공간분해능 및 100피코초의 시간분해능을 가지며, –273.11°C, 14테슬라 자장 하에서 작동하는 초고속 현미경(주사형 스트로보스코프 분광 현미경)을 개발하였으며 이를 이용하여 분수 양자 홀 액체의 가장자리를 따라 100km/초의 고속으로 달리는 전자의 움직임을 시각화

● 사용된 초고속 현미경은 양자 홀 상태를 이용한 2차원 양자 우주를 모방한 시뮬레이터 실험 시에 필요한 양자 우주의 기하 구조(계량)를 관측하는 기술로써 응용 가능

● 또한 분수 양자 홀 상태 및 기타 토폴로지컬 물질의 탐색, 토폴로지컬 양자 컴퓨팅 개발 연구에 이용될 수 있음

● 본 성과는 전자가 만드는 특수한 상태인 분수 양자 홀 액체 연구 및 양자 우주의 시뮬레이터 개발 연구에 기여할 것으로 기대

※ Physics Review Research 게재(2022.03.28.), “Real-time and space visualization of excitations of the ν= 1/3 fractional quantum Hall edge”