나노기술 및 정책 정보

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에너지부 로렌스 버클리 국립 연구소(Berkeley Lab) 연구팀은 원자적으로 얇은 산화물 헤테로 구조에서 초전도성과 같은 새로운 특이한 상태로 만들기 위한 빛을 비추는 기술을 시연함. 이는 1975 년 무어의 법칙이 정한 실리콘 기반 컴퓨터 칩은 2 년마다 두 배가 될 것이라는 한계를 뛰어 넘는 새로운 전자 재료를 개발할 수 있는 길을 열음. 오랫동안 실리콘을 능가 할 가능성이 있는 신소재를 찾아내기 위해 과학자들은 산소를 포함하는 원자적으로 얇은 물질 층으로 구성된 산화물 이종 구조체 (oxide heterostructures)라고 불리는 원자적으로 얇은 물질의 특이한 전자적 특성을 이용하기를 원했음. 산화물 재료는 일반적으로 전기 전도성이 아닌 절연성임. 두 개의 산화물 재료가 이종 구조를 형성하기 위해 함께 층을 이룰 때, 두 재료가 만나는 지점에서 초전도성–재료가 저항 없이 전기를 전도 할 수있는 상태-과 같은 방식으로 자기가 형성됨. 그러나 인터페이스 아래에서 조사 할 수 있는 기술은 거의 없기 때문에 이러한 전자 상태를 제어하는 ​​방법에 대해서는 알려진 바가 거의 없었음. 연구팀은 ARPES (angle-resolved photoemission spectroscopy)라는 특수 기술을 사용하여 스트론튬 티타 네이트 (SrTiO3) / 사마륨 티타 네이트 (SmTiO3) 이질 구조의 층 사이에 갇힌 전자의 전자 구조를 직접 측정했음.

본 연구 성과는 ‘Nature Communications’ ("Controlling a Van Hove singularity and Fermi surface topology at a complex oxide heterostructure interface") 지에 게재됨