그래핀리본-초전도 이종접합의 Andreev 반사

전문가 제언

○ 양자 얽힘(quantum entanglement)은 양자역학적 상태가 거리를 두고 서로 상관관계를 갖게 되며 유지된다는 양자역학적 거동을 말한다. 1935년 Einstein, Poldowski, Rosen(EPR)들이 거리를 두고 작용한다는 양자역학적 개념은 불안전한 것이라고 지적한 것이 계기가 되어 양자 얽힘이라는 기묘한 물리적 개념에 대한 논의가 오랫동안 계속됐었다.

○ 양자 얽힘에 관한 관심은 기본적으로는 물리학적 구조를 규명하려는 학문적 관심에서 출발되었지만, 양자 얽힘을 통한 양자암호와 양자계산에 이용할 가능성 때문에 주목을 받게 되었다. 최근에 양자얽힘 된 마이크 파를 발생시키는 장치를 프랑스 Flurin 연구그룹이 개발하여 초당 6백만 번 양자 얽힘 마이크로파( 6 Mebit.s-1)를 발생시켜 읽어냈다(E. Flurin et al., PRL 109,183901(2012).

○ 이 리뷰는 비 국소(non-local) 양자 수송 메커니즘을 규명하기 위하여 그래핀 나노 리본(zigzag graphene ribbon, ZR)과 초전도체(superconductor, S)의 이종접합인 ZR/S/ZR 구조에서 Andreev 반사(AR), 가로지른 AR현상(crossed Andreev reflection, CAR)과 탄성투과(elastic cotunneling, EC)현상을 복합적으로 계산하여 해석한 것이다. 또한 ZR대신에 자기화 된 ZR(magnetized ZR, MZR)을 채용하면 게이트 전압을 조절하는 것만으로 EC와 AR을 완전히 억제시키고 CAR만 나타나게 할 수 있으며 스핀분해 수송특성도 보일 수 있었다. 이러한 CAR 특성이 효율적인 Andreev 필터에 적용할 수 있음을 시사하였다.

○ 국내의 그래핀과 초전도 연구 환경은 매우 고무적이며 선도적 연구역량을 과시하고 있는 편이지만 양자 수송 특히 CAR에 관한 연구는 아직 생소한 편이어서 경원대의 최치훈 교수가 JKPS(2010) 50(4)에 연구결과를 발표한 것이 유일하다. 최근 중국계 과학자들의 기초연구와 함께 이론연구가 활발한 추세이다. 이 리뷰의 저자들 모두 중국 과학자들이다. 국내 기초과학 연구자들에게 유익한 자료라 생각되어 추천한다.

저자

J. Wang and S. Liu

자료유형

학술정보

원문언어

영어

기업산업분류

기초과학

연도

2012

권(호)

85(3)

잡지명

Physical Review: B

과학기술
표준분류

기초과학

페이지

0354021~0354025

분석자

윤*중

분석물

• 그래핀 리본-초전도 이종접합의 Andreev 반사.pdf [326,512 byte]

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