리서치 하이라이트

양자 스핀 홀 위상에서의 위상학적 디스크 절연체의 기능

Nature 452, 7190

기초적인 응축물 물리학(condensed matter physics)에서 가장 뜨거운 관심을 받고 있는 두 가지 주제는 상대주의적 디렉 입자(relativistic Dirac particle) 및 양자 스핀 홀 위상(quantum spin Hall phase)이었다. 이 두 가지 현상 가운데 하나를 실현하는 물질은 드물지만, 비스무트-안티몬 결정(bismuth-antimony crystal)을 이용한 새로운 연구를 통해서 두 가지 특성을 가지는 새로운 상태의 양자 물질을 확인할 수 있었다. 디렉 입자는 흑연에서만 발견되었으며, 양자 스핀 홀 위상의 중심이 되는 위상학적 가장자리 상태가 직접 관찰된 것은 없었다. Hsieh 등은 단순한 결정 시스템인 Bi1-xSbx를 이용한 실험을 통해서 특이한 양자 위상의 3차원적 일반화가 동시에 존재하며, 매우 높은 결합을 가진다는 사실을 확인하였다. 이러한 ‘위상학적 금속’은 차세대 양자 컴퓨터 장치를 개발하는데 있어서 많은 관심을 받게 될 것으로 여겨진다.