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리서치 하이라이트

이중층 그래핀(Graphene)의 양자 이상 홀 효과(Quantum anomalous Hall effect)

Nature 598, 7879

양자 홀 효과(Quantum Hall effect)의 관찰은 일반적으로 높은 자기장과 낮은 온도를 필요로 한다. 예를 들어 자기 토폴로지 절연체 또는 제작된 모아레 격자와 같이 중요한 토폴로지가 있는 전자 밴드를 나타내는 특정 물질에서는 이러한 자기장에 대한 조건이 필요하지 않다. Weitz와 연구진들은 자유지지(Freestanding) 이중층 그래핀(Graphene)의 비교적 단순한 시스템에서 제로 필드(Zero-field)에 가까운 양자 이상 홀 효과(Quantum anomalous Hall effect)를 발표하였다. 이 관찰은 양자화된 이상 전하, 스핀(Spin), 밸리(Valley) 및 스핀 밸리 홀 거동(Spin-valley Hall behaviour)을 특징으로 하는 이중층 그래핀의 독특한 준강자성체 및 강유전체 오더(Order)로 인해 이전의 관찰과 구별된다. 이 결과는 밀리미터 크기의 이중층 그래핀 샘플을 제작할 수 있는 가능성과 더불어 저소산(Low-dissipation) 전자 또는 양자 정보 과학에서 양자 이상 홀 기반 응용의 적용을 향해 나아갈 수 있는 첫 번째 단계이다.