상대론적 그래핀 양자 Hall 효과

전문가 제언

○ 양자홀 효과(quantum Hall effect, QHE)는 2차원 전자기체에 수직방향으로 자기장이 작용할 때 전기장 방향(종 방향)의 저항(Rxx)은 제로가 되고 횡 방향의 홀(Hall)저항(RH=Rxy)은 h/e2의 유리수 곱으로 양자화 되는 현상이다. QHE는 전자가 자기장 속에 놓여 있을 때는 Landau 레벨에 따라 양자화 된다. QHE는 응집물리학에서 2차원 전자기체의 전도현상을 가장 확실하게 설명해 주는 물리현상이다. 홀 저항값 은 국제도량형 표준 저항값으로 1990년 1월 1일부터 국제적으로 통용되고 있다.

○ 홀 전도도는 로 표시될 때 채움 인자 는 유리수다. 가 정수일 때는 정수 양자홀 효과(integer quantum Hall effect, IQHE)이고, 특히 전도현상이 상대론적일 때는 상대론적 양자홀 효과(relativistic quantum Hall effect, RQHE)가 되고, 분수일 때는 분수 양자홀 효과(fractional quantum Hall effect, FQHE)로 부른다. 이 리뷰는 강한 자기장 속에서 나타나는 상대론적 양자홀 효과를 물리학적 이론을 기반으로 그래핀 전자수송현상을 심층적으로 해석하고 정리한 것이다.

○ 상대론적 양자홀 효과는 그래핀 연구로 2010년 노벨물리학상을 수상한 AK.Geim교수 연구팀과 Philip Kim교수 연구팀이 처음으로 발표했다. 특히 Philip Kim교수(재미 한국인 물리학자)는 레벨의 RQHE를 비롯하여 레벨, 레벨, 레벨 등의 RQHE효과를 실험적으로 밝힘으로써 그래핀 양자홀 효과를 새롭게 쓰게 한 물리학자다. 한국의 그래핀 연구 활성화에도 크게 기여하였다.

○ 이 리뷰는 단원자층 그래핀의 양자홀 효과를 전자들 간 혹은 전자-포논의 상호작용을 섭동이론에 기초하여 RQHE를 심층적으로 정리 해석하였다. 또한 그래핀 수송특성을 이해하는 데 필요한 핵심적인 물리학적 과제들을 단계적으로 정리 해석한 것으로서 그래핀 물리학을 이해하는데 유용한 자료로 활용할 수 있다고 판단되어 이를 추천한다.

저자

M.O.Goerbig

자료유형

학술정보

원문언어

영어

기업산업분류

기초과학

연도

2011

권(호)

83(4)

잡지명

Reviews of Modern Physics

과학기술
표준분류

기초과학

페이지

1193~1243

분석자

윤*중

분석물

• 상대론적 그래핀 양자 Hall 효과.pdf [375,549 byte]

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