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도쿄대학(東京大學) 물성연구소와 한국의 성균관대학 등의 공동 연구그룹이 그래핀의 준결정 상태에서의 질량이 없는 전자의 초고속 변화를 광전자분광의 시간분해 측정을 통해 직접 관찰하고, 동역학(dynamics)을 추적하는 데 세계 최초로 성공함. 그 결과, 준결정 그래핀은‘질량 제로’의 전자가 저장된 상태에서 0.1ps(피코 초 10–12 초)라는 시간에 층간 30mV의 전압인가가 이루어지는 것을 발견함. 그래핀은 대규모 정보 통신을 수행하는 차세대 광학 디바이스로 유력한 재료이며, 그 정보를 전달하는 고속 전자의 운동이 주목받고 있으며, 그 중에서도 ‘비틀림각’넣어 적층한 그래핀은 초전도 상태가 관측되는 등 새로운 물성의 발현이 기대되고 있음. 본 연구에서 사용된 준결정 상태의 그래핀은 2장을 30회‘비틀어’적층하여 실현함. 이번 발견에서 준결정 상태 및‘비틀린 적층’이 질량이 없는 전자의 초고속 이동에 있어 새로운 제어 방법으로 이용할 수 있는 것이 규명됨. 향후 본 연구 결과를 바탕으로 질량이 없는 입자에 의한 차세대 광학 디바이스 개발이 크게 촉진 될 것으로 기대됨. 

본 연구 성과는 ACS Nano에 게재됨.