‘상온서 동작하는 양자 정보 변환 素子’ 세계 첫 개발

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최현용 연세대 교수 연구팀 성공
英 네이처 나노 테크놀로지 게재

최현용(사진 가운데) 연세대 전기전자공학부 교수 연구팀이 상온에서 동작하는 양자 정보 변환 소자를 세계 최초로 개발하는 데 성공했다.

연세대는 최 교수팀이 레이저를 이용해 스핀과 밸리 두 개의 양자 자유도가 담긴 광전류를 만들고, 이를 전기적으로 제어하는 데 세계 최초로 성공했다고 25일 밝혔다. 삼성 미래기술육성사업을 통해 이뤄진 이 연구 내용은 영국에서 발행되는 나노 과학 분야의 세계적 권위지인 네이처 나노 테크놀로지에 실려 지난 23일(현지시간) 출판됐다. 그동안 반도체 산업의 반도체 소자는 전하 정보만을 활용했고, 소자 집적도가 높아지면서 소자를 더 작게 만드는 시도를 해왔지만, 한계에 부딪혀 왔다. 대안으로 밸리와 스핀 두 가지 자유도를 활용해 기존 트랜지스터에서 처리하는 디지털 정보 외의 추가적인 연산을 위한 시도가 이뤄져 왔다.

최 교수팀은 이러한 밸리와 스핀 정보를 동시에 발생시키고, 각각의 자유도를 검출해 낼 수 있는 양자 정보 처리 플랫폼을 구현했다. 새로운 반도체 물질인 2차원 전이금속 디칼코게나이드에 있는 스핀, 밸리 자유도는 서로 강하게 얽혀 있다는 사실만 입증됐을 뿐 두 양자 자유도 간의 정보 변환에 대해서는 밝혀지지 않았었다.

이민종 기자 horizon@munhwa.com