내 신청현황
종류	모집공고명	진행상태
신청내용이 없습니다.

알림마당

home

양자홀효과를 이용한 주사형전위계

전문가 제언: ○ 양자홀효과(quantum hall effect)는 전자의 전하, e나 Plank 상수 h 등 극히 작은 크기의 물리량이 전압이라는 마크로 한 측정량에 나타나는 현상이다.

– 일반적으로 전자를 2차원의 면 안에 가두어 둘 수 있는 반도체 디바이스로 절대온도 1K 이하에서 시료 면에 전류, I를 흘러 보내고 다시 그것을 수직으로 전류의 강 자장을 걸었을 때 양자에 수직 방향으로 전장, E가 생긴다.

– 전류와 자장에 수직인 방향으로 전장이 생긴다는 것은 1879년 미국의 물리학자 E. H. Hall이 발견한 홀효과(Hall effect)로서 오래전부터 알려져 있다. 홀효과는 보통 홀 전도율, i/E가 자장에 반비례해서 변하는데 비해 양자홀효과는 e2/h의 정수배인 곳에서 평탄한 계단 모양이 된다.

– 양자홀효과는 강 자장에 의해 Landau 준위에 양자화 된 전자들이 반도체 내의 불순물 때문에 한곳에 몰려있게 되면 전류에 아무런 영향을 미치지 않게 되는 현상이다.

○ 일본 Tohoku 대학에서는 산화물에서의 양자홀효과의 관측에 성공하였다. 여기에 이용된 시료는 ZnO 및 ZnO와 Mg 혼합물, MgZnO의 적층박막이며 적층성장 기술을 연구해 박막결정의 품질을 높이는데 성공하였다. 양자홀효과는 정수 양자홀효과와 분수 양자홀효과가 있는데 Tohoku 대학에서 관측한 것은 정수 양자홀효과이다.

○ 우리나라의 한 출연구소(ETRI)에서는 2차원 전자기에서 관측되는 양자홀효과를 이용한 스위칭 소자를 개발하였다. 대부분의 스위칭 소자가 집적도가 높아질수록 단위면적당 소비전력이 증가하여 집적기술의 발전에 방해가 된다. 이를 해결하기 위해 2차원 전자기에서 다수의 입출력단자를 가진 저전력소자를 개발하였다. 이러한 개발은 향후 새로운 물리적 현상의 발견이나 소재개발에 크게 도움이 될 것으로 기대된다.

저자: Yukio KAWANO
자료유형: 학술정보