[이후종 교수 연구실] 전자에 의한 음의 굴절 첫 실현

그래핀에 게이트 전위를 이용하여 p-n접합을 형성하면 전자의 전파에 대해 음의 굴절(negative refraction)을 나타낼 것이 수년 전에 예측되어 많은 시도가 이어졌으나, 그래핀이 음의 굴절률을 가지도록 전하이동도를 충분히 높이는 것과 날카로운 경계면을 갖는 p-n 접합을 만드는 데 따르는 기술적 한계로 인해 실현되지 못한 상태였다.

양자전도초전도 연구실 (이길호박사, 박건형, 이후종교수)에서는 단층 그래핀을 hBN 단결정막 사이에 끼워 넣어 전하이동도를 획기적으로 향상시키고, 전자빔묘화를 이용한 게이트 제작으로 이 기술적 한계를 극복하였다. 그 결과 그래핀의 한 점전극에서 나온 전류가 음의 굴절에 의해 p-n 계면을 지나 다른 점전극에 초점이 맞춰지는 Veselago lensing 작용을 최초로 실현하여 이를 네이처피직스 9월 14일자 온라인 판에 발표하였다. 이 기법은 이동도가 높은 전도체 판에서 전자의 흐름을 임의 조정하는 것을 가능하게 하여 새로운 탄도성 전자소자 개발에 활용될 수 있다.

그래핀에서 음의 굴절에 의한 Veselago lensing