나노기술 및 정책 정보

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도쿄대학(東京大學) 대학원 이학계연구과 물리학전공 등의 국제 공동 연구그룹이 본래 금속인 비스무트(bismuth) 결정이 나노 스케일까지 얇아졌을 때 절연체로 변화하는 메커니즘을 해명하는 데 성공함. 연구진은 물질 내에서 전자의 행동을 투영하는 실험 방법에 따라 금속이 절연체로 변화해가는 과정을 직접 관측하는 데 최초로 성공함. 그 결과, 비스무트 결정 표면에 존재하는 특수한 전자의 영향으로 절연체화 현상이 발생하게 된 것을 밝혀냄. 이 특수 전자는 최근 주목을 끄는 ‘토폴로지컬 물질’이 일반적으로 갖는 특징으로, 비스무트도 속해 있음. 본 연구에서 발견된 나노 스케일에서의 금속 – 절연체 변환의 새로운 메커니즘은 토폴로지컬 물질 일반에 적용이 가능한 것으로, 향후 관련 연구 전개의 새로운 틀을 제공할 것으로 기대됨. 본 연구 성과는 ‘Science Advances’ (Surface-state Coulomb repulsion accelerates a metal-insulator transition in topological semimetal nanofilms) 온라인 판에 게재됨.