양자다체 엑시톤 발견.. 양자정보통신 새로운 장
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작성자 인비동 작성일20-07-21 07:07 조회352회 댓글0건관련링크
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[아시아경제 황준호 기자] 전자 1개가 여러 원자에 나눠 존재하는 자성 엑시톤이 국내 연구진에 의해 발견됐다. 자성을 띄는 엑시톤도 발견되기 힘든데, 새로운 양자 현상을 띄고 있다는 것까지 밝혀냈다. 이 엑시톤에서 발생하는 빛은 양자 상태로 정보를 전달하는 양자정보통신으로 활용될 수 있어, 양자정보기술 상용화에 새로운 기반 기술이 될 것으로 예상된다.
기초과학연구원은 박제근 서울대 물리천문학부 교수(강상관계물질연구단 전 부연구단장)가 정현식 서강대 교수, 김재훈 연세대 교수, 손영우 고등과학원 교수 등과 함께, 자성을 띤 2차원 물질에서 전자 1개가 여러 원자에 나눠 존재하는 양자 다체 상태의 새로운 엑시톤을 발견했다고 20일 밝혔다. 연구진의 연구 성과는 국제 학술지인 네이처에 21일(현지시간) 소개됐다.
덩치삼황화린니켈(NiPS3)의 결정 구조다. 실험에 사용한 2차원 자성 반데르발스 물질의 각 층은 육각형 구조로 이뤄져 있다. 층간 결합을 이루는 반데르발스 결합은 약해서 쉽게 층을 분리할 수 있다. 강자성과 같이 스핀 방향이 고정돼 있지만, 인접한 스핀끼리 반대 방향을 띠어 전체적으로는 자성을 띠지 않는 반강자성 물질이다.
연구진은 자성을 갖고 있는 삼황화란니켈(NiPS3)에서 매우 강한 엑시톤 신호를 발견하고, 이 엑시톤이 양자다체 상태라는 점을 규명했다.
NiPS3은 자성을 가지면서 얇은 2차원 층으로 분리되는 반데르발스 물질 중 하나다. 반데르발스 물질은 층과 층 사이가 약한 전기적 인력으로 묶여 있어 얇은 원자층으로 분리할 수 있는 물질이다.
연구진은 NiPS3을 대상으로 빛이 물질에 흡수된 뒤 다시 방출되는 빛을 측정하는 광방출 실험을 통해 NiPS3의 결맞음성이 매우 강한 엑시톤 신호를 포착했다. 결맞음성은 여러 개의파장과 파형이 일치함을 말한다. 파장이 다양한 자연광보다 단일한 파장을갖는 레이저가 결맞음성이 높다고 한다.
또한 연구진은 포착한 엑시톤이 양자 다체 상태에 있다는 점을, 빛의 운동량과 에너지 분산 관계를 측정하는 공명 비탄성 X선 산란실험을 통해 입증했다. 약 150만 개의 방대한 경우의 수를 다루는 다체 계산을 통해 이 엑시톤이 이론적으로 알려진 쟝-라이스 양자 다체 상태에 의한 것임을 밝혀낸 것이다.
NiPS3에서 광방출, 광흡수 실험을 통해 얻은 엑시톤 신호다. 그래프(a)를 보면 2차원 자성 물질에서 방출된 빛을 측정한 결과를 볼 수 있다. 특정 에너지를 가진 빛이 강하게 나타나 있는데, 이는 엑시톤의 증거다. 기존보다 결맞음이 100배 이상 높은 수준이다.
연구진은 자성 엑시톤도 발견되기 힘든데, 자성을 띄면서 새로운 양자 형태를 갖는 엑시톤을 발견했다는 점에서 의의가 크다고 밝혔다. 이어 2차원 물질의 양자현상 연구에 기여해 양자정보기술 혁명을 앞당길 것으로 기대했다. 엑시톤에서 발생하는 빛은 양자 상태로 정보를 전달하는 양자정보통신으로 활용될 수 있다.
박제근 前부연구단장은 "2차원 물질에서는 특이 양자상태가 매우 드물다"며 "우리 연구진이 개척해서 중요한 연구 분야로 자리매김한 자성 반데르발스 물질 분야에서 또다시 선도적인 연구 성과를 내서 이 분야를 주도했다"라고 밝혔다.
황준호 기자 rephwang@asiae.co.kr
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[아시아경제 황준호 기자] 전자 1개가 여러 원자에 나눠 존재하는 자성 엑시톤이 국내 연구진에 의해 발견됐다. 자성을 띄는 엑시톤도 발견되기 힘든데, 새로운 양자 현상을 띄고 있다는 것까지 밝혀냈다. 이 엑시톤에서 발생하는 빛은 양자 상태로 정보를 전달하는 양자정보통신으로 활용될 수 있어, 양자정보기술 상용화에 새로운 기반 기술이 될 것으로 예상된다.
기초과학연구원은 박제근 서울대 물리천문학부 교수(강상관계물질연구단 전 부연구단장)가 정현식 서강대 교수, 김재훈 연세대 교수, 손영우 고등과학원 교수 등과 함께, 자성을 띤 2차원 물질에서 전자 1개가 여러 원자에 나눠 존재하는 양자 다체 상태의 새로운 엑시톤을 발견했다고 20일 밝혔다. 연구진의 연구 성과는 국제 학술지인 네이처에 21일(현지시간) 소개됐다.
전자 1개가 여러 원자에 존재
덩치삼황화린니켈(NiPS3)의 결정 구조다. 실험에 사용한 2차원 자성 반데르발스 물질의 각 층은 육각형 구조로 이뤄져 있다. 층간 결합을 이루는 반데르발스 결합은 약해서 쉽게 층을 분리할 수 있다. 강자성과 같이 스핀 방향이 고정돼 있지만, 인접한 스핀끼리 반대 방향을 띠어 전체적으로는 자성을 띠지 않는 반강자성 물질이다.연구진은 자성을 갖고 있는 삼황화란니켈(NiPS3)에서 매우 강한 엑시톤 신호를 발견하고, 이 엑시톤이 양자다체 상태라는 점을 규명했다.
NiPS3은 자성을 가지면서 얇은 2차원 층으로 분리되는 반데르발스 물질 중 하나다. 반데르발스 물질은 층과 층 사이가 약한 전기적 인력으로 묶여 있어 얇은 원자층으로 분리할 수 있는 물질이다.
연구진은 NiPS3을 대상으로 빛이 물질에 흡수된 뒤 다시 방출되는 빛을 측정하는 광방출 실험을 통해 NiPS3의 결맞음성이 매우 강한 엑시톤 신호를 포착했다. 결맞음성은 여러 개의파장과 파형이 일치함을 말한다. 파장이 다양한 자연광보다 단일한 파장을갖는 레이저가 결맞음성이 높다고 한다.
또한 연구진은 포착한 엑시톤이 양자 다체 상태에 있다는 점을, 빛의 운동량과 에너지 분산 관계를 측정하는 공명 비탄성 X선 산란실험을 통해 입증했다. 약 150만 개의 방대한 경우의 수를 다루는 다체 계산을 통해 이 엑시톤이 이론적으로 알려진 쟝-라이스 양자 다체 상태에 의한 것임을 밝혀낸 것이다.
양자정보통신에 활용 가능
NiPS3에서 광방출, 광흡수 실험을 통해 얻은 엑시톤 신호다. 그래프(a)를 보면 2차원 자성 물질에서 방출된 빛을 측정한 결과를 볼 수 있다. 특정 에너지를 가진 빛이 강하게 나타나 있는데, 이는 엑시톤의 증거다. 기존보다 결맞음이 100배 이상 높은 수준이다.연구진은 자성 엑시톤도 발견되기 힘든데, 자성을 띄면서 새로운 양자 형태를 갖는 엑시톤을 발견했다는 점에서 의의가 크다고 밝혔다. 이어 2차원 물질의 양자현상 연구에 기여해 양자정보기술 혁명을 앞당길 것으로 기대했다. 엑시톤에서 발생하는 빛은 양자 상태로 정보를 전달하는 양자정보통신으로 활용될 수 있다.
박제근 前부연구단장은 "2차원 물질에서는 특이 양자상태가 매우 드물다"며 "우리 연구진이 개척해서 중요한 연구 분야로 자리매김한 자성 반데르발스 물질 분야에서 또다시 선도적인 연구 성과를 내서 이 분야를 주도했다"라고 밝혔다.
황준호 기자 rephwang@asiae.co.kr
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[쥐띠]
사업가에게는 어려움이 찾아온다. 웃음을 잃지 않도록 해라.
1948년생, 사방에 막힘이 많은 하루이다. 집안에서 쉬면서 내일을 준비하라.
1960년생, 오전에 잘 풀리던 일이 오후가 되면서 불길하다.
1972년생, 대인관계로 머리가 복잡해지는 하루이다.
1984년생, 쓸데없는 지출로 인해 후회가 생기는 하루이다.
[소띠]
달콤한 유혹에 주의해라. 주위에 있는 방해자를 조심해라.
1949년생, 건강에 적신호가 들어오는 하루이다.
1961년생, 부부간의 작은 문제로 갈등이 생길 수 있다.
1973년생, 집안 웃어른에게 안부전화를 해라. 마음이 한결 가벼워진다.
1985년생, 이성과의 대화에서 이익을 얻게 될 것이다.
[범띠]
오래 끌던 일 시원한 해결 손해는 조금 본다.
1950년생, 집안에 사랑이 가득 찬 하루이다.
1962년생, 집 떠나 홀가분하게 여행 떠난다.
1974년생, 평소에 덕을 베풀어라. 오늘 같은 날에 도움을 얻게 될 것이다.
1986년생, 윗사람으로부터 도움을 받게 되어 일을 해결할 수 있다.
[토끼띠]
결과를 예상하지 말고 최선을 다해라. 뜻을 이룰 것이다.
1951년생, 생각만 있고 몸을 움직이지 않으니 이익을 얻기 어렵다.
1963년생, 하던 일 정리하고 새로 시작하는 운이다.
1975년생, 주위사람들의 부러움을 받게 되는 좋은 일이 생긴다.
1987년생, 계절 질병으로 고생을 하게 된다.
[용띠]
지나친 욕심이 화를 부를 수 있는 하루이다.
1952년생, 작은 이익에 만족할 줄 알아야 한다.
1964년생, 소송에 휘말릴 수 있으니 주의하라.
1976년생, 직장과 가정에 기쁜 일 생기는 하루이다.
1988년생, 떠난 사람을 그리워하는 하루이다.
[뱀띠]
평소 즐기는 취미로 기분전환이 필요한 하루이다.
1953년생, 가까운 사람 경계할 것. 개띠 연관된 일 경계할 것.
1965년생, 다른 사람과의 트러블이 생기는 하루이다.
1977년생, 매매계약 등에 주의해라. 혼자서 결정하지 마라.
1989년생, 소중한 사람을 알게 되는 뜻 깊은 하루이다.
[말띠]
사람에 대한 생각이 많아지는 하루이다.
1954년생, 우연한 기회에 좋은 기회를 얻게 된다.
1966년생, 믿었던 사람에게 배신을 당할 수 있으니 주의하라.
1978년생, 집안의 작은 문제가 생긴다. 커질 수 있으니 미리 대비하라.
1990년생, 오후가 되면서 즐거움이 생기는 하루이다.
[양띠]
내 마음 둘 곳 없는 하루이다. 방황보다는 일찍 귀가하라.
1955년생, 주위에 사람들이 모이는 하루이다. 유혹에 주의하라.
1967년생, 아직은 때가 아니니 신규사업은 미루어라.
1979년생, 가까운 사람과 좋은 자리가 생긴다.
1991년생, 사랑의 종소리를 울릴 수 있는 이상형을 만난다.
[원숭이띠]
투자에 주의하라. 아랫사람을 살펴라.
1956년생, 그동안 노력의 결실을 보게 되는 하루이다.
1968년생, 이동할 때 사고수를 조심하라. 몸을 다칠 수 있다.
1980년생, 사소한 감정이나 다툼에 주의하라. 참는 것이 좋다.
1992년생, 반복되는 일상으로 지루하겠지만 밤이 되면서 기분이 좋아지는 하루이다.
[닭띠]
건강상에 유의하라. 작은 증세도 가볍게 넘기지 말고 체크하라.
1957년생, 관재수가 발생하고 금전적인 손해나 갈등이 생기는 하루이다.
1969년생, 하던 일 정리하고 새로운 사업 추진 동업자 김씨 조심할 것.
1981년생, 실패수가 따르니 돌다리도 두들기면서 만전을 기해야만 한다.
1993년생, 실력이 늘고 자신을 알아주는 사람들이 생길 것이다.
[개띠]
생각대로 하루가 흘러가니 뜻을 높이 세울수록 좋은 하루다.
1958년생, 자식이나 아랫사람에게 당신의 도움이 필요하다.
1970년생, 몸과 마음이 피곤한 하루이다. 따뜻한 곳에서 기운을 충전하라.
1982년생, 마음만 앞서 성급하게 판단하면 해가 될 것이 주의하라.
1994년생, 밖에서 좋은 협력자를 만나게 되니 운이 풀릴 것이다.
[돼지띠]
사기 당하고 보증으로 큰 손해. 종교에 관심을 기울이면 운이 풀린다. 자식에게 피해 준다.
1959년생, 긍정적인 마음을 먹어라. 막혔던 것도 풀릴 것이다.
1971년생, 가까운 사람에게 좋지 못한 말을 듣게 되니 하루가 허망하다.
1983년생, 손재주가 있으니 외출 삼가해라.
1995년생, 어려움이 많이 생기는 하루이다. 욕심을 버리고 우선은 쉬는 것이 더 좋겠다.
제공=드림웍
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[쥐띠]
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1960년생, 오전에 잘 풀리던 일이 오후가 되면서 불길하다.
1972년생, 대인관계로 머리가 복잡해지는 하루이다.
1984년생, 쓸데없는 지출로 인해 후회가 생기는 하루이다.
[소띠]
달콤한 유혹에 주의해라. 주위에 있는 방해자를 조심해라.
1949년생, 건강에 적신호가 들어오는 하루이다.
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1973년생, 집안 웃어른에게 안부전화를 해라. 마음이 한결 가벼워진다.
1985년생, 이성과의 대화에서 이익을 얻게 될 것이다.
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오래 끌던 일 시원한 해결 손해는 조금 본다.
1950년생, 집안에 사랑이 가득 찬 하루이다.
1962년생, 집 떠나 홀가분하게 여행 떠난다.
1974년생, 평소에 덕을 베풀어라. 오늘 같은 날에 도움을 얻게 될 것이다.
1986년생, 윗사람으로부터 도움을 받게 되어 일을 해결할 수 있다.
[토끼띠]
결과를 예상하지 말고 최선을 다해라. 뜻을 이룰 것이다.
1951년생, 생각만 있고 몸을 움직이지 않으니 이익을 얻기 어렵다.
1963년생, 하던 일 정리하고 새로 시작하는 운이다.
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1987년생, 계절 질병으로 고생을 하게 된다.
[용띠]
지나친 욕심이 화를 부를 수 있는 하루이다.
1952년생, 작은 이익에 만족할 줄 알아야 한다.
1964년생, 소송에 휘말릴 수 있으니 주의하라.
1976년생, 직장과 가정에 기쁜 일 생기는 하루이다.
1988년생, 떠난 사람을 그리워하는 하루이다.
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평소 즐기는 취미로 기분전환이 필요한 하루이다.
1953년생, 가까운 사람 경계할 것. 개띠 연관된 일 경계할 것.
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사람에 대한 생각이 많아지는 하루이다.
1954년생, 우연한 기회에 좋은 기회를 얻게 된다.
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1978년생, 집안의 작은 문제가 생긴다. 커질 수 있으니 미리 대비하라.
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내 마음 둘 곳 없는 하루이다. 방황보다는 일찍 귀가하라.
1955년생, 주위에 사람들이 모이는 하루이다. 유혹에 주의하라.
1967년생, 아직은 때가 아니니 신규사업은 미루어라.
1979년생, 가까운 사람과 좋은 자리가 생긴다.
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1968년생, 이동할 때 사고수를 조심하라. 몸을 다칠 수 있다.
1980년생, 사소한 감정이나 다툼에 주의하라. 참는 것이 좋다.
1992년생, 반복되는 일상으로 지루하겠지만 밤이 되면서 기분이 좋아지는 하루이다.
[닭띠]
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1957년생, 관재수가 발생하고 금전적인 손해나 갈등이 생기는 하루이다.
1969년생, 하던 일 정리하고 새로운 사업 추진 동업자 김씨 조심할 것.
1981년생, 실패수가 따르니 돌다리도 두들기면서 만전을 기해야만 한다.
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1994년생, 밖에서 좋은 협력자를 만나게 되니 운이 풀릴 것이다.
[돼지띠]
사기 당하고 보증으로 큰 손해. 종교에 관심을 기울이면 운이 풀린다. 자식에게 피해 준다.
1959년생, 긍정적인 마음을 먹어라. 막혔던 것도 풀릴 것이다.
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1983년생, 손재주가 있으니 외출 삼가해라.
1995년생, 어려움이 많이 생기는 하루이다. 욕심을 버리고 우선은 쉬는 것이 더 좋겠다.
제공=드림웍
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