[이후종교수, 이길호박사, 정동찬박사] 무질서도 조정이 가능한 초전도체-부도체 상전이 실현

무질서도 조정이 가능한 초전도체-부도체 상전이 실현,

Scientific Reports (2015, 8월 27일) 게재

초전도체-부도체상전이(superconductor-insulator transition; SIT)는 양자상전이를 대표하는 임계현상으로 지난 30 여년 간 집중적인 연구가 이루어졌으나 그 메카니즘이 아직 정립되지 않은 상태이다. 그것은 SIT 현상의 가장 중용한 요소인 무질서도(disorder)를 임의로 조정하는 것이 거의 불가능하기 때문이다. 본 연구에서는 이겹그래핀에 상하 게이트를 이용해서 수직방향으로 전위를 걸었을 때 열리는 밴드갭과 그래핀에 선천적으로 만들어지는 전자 puddle에 대한 페르미준위를 조정함으로써 최초로 계의 무질서도를 연속적으로 임의 조정하면서 SIT를 관측하는 데 성공하였다. 즉, 상하 게이트가 장착된 이겹그래핀을 두 초전도 전극 사이에 삽입한 조셉슨접합 소자를 이용해 유발된 SIT에 대해 다양한 무질서 분포에 대해 scaling 행태를 지배하는 임계지수를 정밀하게 결정함으로써 SIT가 percolation universality class에 잘 부합함을 제시하였다. 본 연구는 양자전도초전도연구실의 이길호박사(현 하버드대 박사연구원)에 의해 주도적으로 이루어졌으며, 정동찬박사 (현 삼성전자 연구원), 박기수박사 (성균관대), Y. Meir 교수 (이스라엔 벤구리온 대학), 차민철교수 (한양대)의 공동연구로 이루어졌고 Scientific Reports(DOI: 10.1038/srep13466)에 게재되었다.