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도쿄대학(東京大学) 등 공동연구팀이 ‘토폴로지컬 반금속’이라 불리는 새로운 토폴로지컬 물질의 고품질 박막에서 특징적인 물질 표면의 전도를 관찰하고 그 표면 전도가 양자화되는 현상을 발견함. 연구팀은 전형적인 토폴로지컬 반금속인 Cd3As2에 대해 독자적 성막 기술을 적용함으로써 높은 평탄도를 갖는 박막 시료를 제작하고, 물질 표면에서의 전도가 양자화된 ‘양자 홀 효과’를 관측하는 데 성공함. 또한 캐리어 농도 등의 다양한 변수를 제어하는 전기 전도 측정을 실시함으로써, 웨일 입자를 갖는 물질 내부의 상태가 이 양자 홀 상태 형성에 관여하는 것을 규명함. 토폴로지컬 반금속의 표면 상태는 한쪽 면만 양자화를 일으키지 않기 때문에 웨일 입자가 물질 내부를 통해 표면과 뒷면을 넘나드는 특이한 전도 상태가 실현되는 것으로 생각됨. 본 연구는 2차원계에서만 실현되던 양자화 전도가 웨일 입자를 갖는 토폴로지컬 반금속에서는 입체계로 확장 될 수 있음을 보여줌. 향후 기존에는 불가능했던 3차원 방향의 비산일(非散逸) 전도를 이용하여 저전력 전자 실현에 기여할 것으로 예상됨. 본 연구 성과는 ‘Nature Communications’ 지에 게재됨