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- 반도체 뉴스 -

KAIST 응집상  양자 결맞음 센터는 최형순 KAIST 교수, 정윤철 부산대학교 교수, 최형국 전북대학교 교수와 공동연구를 통해 2차원 전자의 파동성을 이용한 공진기 개발에 성공했다고 밝혔습니다.

공동연구팀은 반도체 나노소자 공정을 통해 전자의 파동을 반사할수 있는 곡면거울을 제작하고 광공진기의 구조를 2차원 전자에 적용하여 물질 파동 또한 빛과 동일한 방법으로 가둘수 있다는 사실을 밝혀냈습니다.

반도체를 극저온으로 냉각하면 반도체 내부의 전자가 수 미크론(백만분의 1미터) 정도 양자역학적 특성이 보전되는 2차원 전자 파동 형태로 존재할수 있고 반도체 위에 전극을 입히고 강한 음전압을 걸어주면 전극이 있는 영역으로는 전자가 진입하지 못하게 돼 전자가 반사되는 거울 역할을 할수 있습니다.

원리를 적용해 두개의 마주 보는 곡면거울로 이뤄진 공진기 구조를 만들고 그 내부에 전자 파동을 주입해 전도도를 측정함으로써 실제로 전자가 공명하는 특성이 관측되었고 양자역학적 특성을 갖는 물질 파동 또한 빛과 동일한 방법으로 가둘수 있다는 사실을 밝혀내었습니다.

2차원 공진기 개발은 전자가 단순히 파동성을 띈다는 사실을 확인한 것에 그치지 않고 광공진기의 2차원 전자광학적 소자에 대응되는 전자공진기를 실제로 구현했다는 점에서 의미가 큽니다.

지금까지 직진하는 1차원 전자를 가둬 공진기를 만든 사례는 있었지만 2차원 평면상에서 반사나 회절, 간섭 등이 복합적으로 일어나는 전자를 가둬 공진기를 만든 처음 사례이며 연구를 통해 앞으로 더욱 다양한 형태로 전자를 제어할수 있는 원천기술로도 활용될수 있을것으로 기대하고 있습니다.

최형순 교수는 "동 기술은 2차원 전자계의 전자광학 발전에 새로운 가능성을 제시하는 원천기술로써 향후 다양한 양자 기술 분야에도 활용될수 있을 것으로 기대된다"라고 설명했습니다.