그래핀 리본의 Andreev 거울반사 패리티

전문가 제언

○ 2004년 그래핀 추출이 성공된 이후 그래핀 특성을 확인하는 실험 결과들이 폭발적으로 보고되었다. 그 중에서도 반정수 양자홀 효과, 디락(Dirac)방정식을 만족하는 질량을 갖지 않는 전자의 상대론적 거동과 Klein tunneling, 지그재그 그래핀 리본에서 valley 밸브 효과 등이 많은 주목을 받아 왔다. 최근에는 초전도체와 접촉되어 있는 그래핀에서 전자(혹은 홀)의 반사 진폭의 패리티 특성을 확인하려는 연구가 주목 받고 있다.

○ 전도특성이 우수한 그래핀이 초전도체와 접촉하면 수송특성은 또한 달라진다. 그런데 전자가 금속과 초전도체접합의 접촉면에 초전도 에너지 갭보다 적은 에너지로 입사하면, 전자는 초전도체에서 Cooper pair를 이루면서 이동하고 금속에서는 홀이 생성되고 전자가 입사한 방향과는 반대로 반사한다. 이것이 바로 Andreev reflection(AR) 혹은 Andreev 역반사(Andreev retroreflecion)다. 그런데 그래핀 리본과 초전도체 리드를 갖는 하이브리드 시스템에서 역반사가 아니라 거울반사(SAR, specular Andreev reflection)가 있음을 이 리뷰에서 보고한다.

○ 이제까지는 거울반사에 의한 반사 진폭의 패리티가 짝수인 것으로 알려졌다. 그런데 이 리뷰는 지그재그 그래핀-초전도 하이브리드 시스템의 SAR 진폭의 패리티가 홀수임을 위상간섭계의 간섭패턴 분석으로 확인한 것이다. SAR의 홀수 패리티의 특징은 두 초전도체 리드를 비대칭적으로 접촉한 4-단자 시스템의 보강적 양자 간섭으로 확인할 수 있다. SAR의 홀수 패리티에 대한 간섭패턴은 짝수 패리티를 갖는 ARR 간섭패턴과 완전히 대조되었다.

○ 패리티는 물리학에서 근본적인 현상이며 반사는 자연계에서 일어나는 일반적 현상이다. 그래핀-초전도 하이브리드 시스템에서 SAR 진폭의 위상이 π만큼 차이가 생기는 것을 확인하였다. 이것은 그래핀의 밴드구조 특성 때문인 것으로 파악되었으며, π만큼의 위상차는 두 개의 초전도 접점을 갖는 4-단자 디바이스의 중요한 특성이다. 이는 그래핀 연구의 새로운 경향을 알 수 있게 하므로 특히 그래핀 연구자들에게 유익한 자료라 생각한다.

저자

Yanxia Xing et al

자료유형

학술정보

원문언어

영어

기업산업분류

기초과학

연도

2011

권(호)

83(20)

잡지명

Physical Review: B

과학기술
표준분류

기초과학

페이지

2054181~2054185

분석자

윤*중

분석물

• 그래핀 리본의 Andreev 거울반사 패리티.pdf [225,154 byte]

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