연세대학교 전기전자공학부 최현용 교수 연구팀이 상온에서 동작하는 양자정보처리 플랫폼을 세계 최초로 개발했다.
연세대학교는 해당 연구 내용이 세계적인 학술지 '네이쳐 나노테크놀로지(Nature Nanotechnology, IF=37.49)'에 23일(현지시간) 게재됐다고 밝혔다.
최현용 교수 연구팀은 밸리와 스핀 정보를 동시에 발생시키고, 각각의 자유도를 검출해 낼 수 있는 양자정보처리 플랫폼을 전 세계 최초로 구현했다.
새로운 반도체 물질인 2차원 전이금속 디칼코게나이드에 있는 스핀, 밸리 자유도는 서로 강하게 얽혀있다는 사실만 입증됐고, 두 양자 자유도 간의 정보변환에 대해서는 밝혀진 바 없다. 또 자기장 인가가 반드시 필요해 특수한 외부 환경을 조성해야하기 때문에 실용적인 소자로 활용하기까지도 어려움이 있었다.
공동 저자인 차순영, 노민지 박사과정 학생은 이번 연구에서 이셀레늄화텅스텐(WSe2)과 위상절연체의 위 표면이 단층 그래핀을 매개로 연결된 이종접합 소자를 제작한 뒤 비국부적 광전류 실험을 통해 밸리-스핀 변환 확인에 성공했다.
이 연구는 밸리-스핀 변환을 확인하는 데 그치지 않고, 전압을 조절함에 따라 스핀정보가 담긴 광전류의 크기 또한 바뀐다는 것을 입증하다는 점에 큰 의의를 갖는다고 연세대는 설명했다.
최현용 교수는 “빛과 전압을 이용해 밸리-스핀 정보가 쉽게 제어가 가능하여 기존의 양자 정보 처리기술에서 불가능했던 상온 동작 소자를 개발하는데 성공했다”면서 “추후 펨토초 초고속 실험을 통해 양자 정보 처리 속도를 획기적으로 향상시킬 계획”이라고 말했다.
이 연구는 삼성미래기술육성사업을 통해 이뤄졌다.
문보경 정책 전문기자 okmun@etnews.com
