연구성과

물리 이후종∙이길호 공동연구팀, 전사(傳寫)에 의한 그래핀 초전도접합 첫 실현

2017-10-18586

[결맞음성이 강한 그래핀 양자소자 활용 기대]

이후종 교수, 김민수 박사

초전도 물질 사이에 얇은 전도체를 끼워 넣으면 서로 떨어져 있는 초전도 물질 사이에도 전기저항이 없는 초전류가 흐르게 된다. 이러한 조셉슨 초전도접합구조는 전도체에 초전도체를 여러 단계로 진공증착시키는 과정을 통해서만 제조가 가능하였다. 본 연구에서는 단층 그래핀에 van der Waals 적층형 NbSe2 초전도물질을 나노 스케일에서 전사하는 간편한 방식으로 강한 결맞음 특성을 가지는 초전도접합을 구현하였다.

물리학과 이후종∙이길호 교수 연구실의 김민수 박사(현 맨체스터대학 박사연구원)는 박건형, 이종윤, 박진호, 이현우, 이재형 박사와 공동으로 그래핀과 NbSe2 초전도물질을 차례로 전사하여 그래핀을 두 초전도 전극 사이에 샌드위치처럼 끼워 넣은 수직형태의 초전도접합을 실현하였다. 이렇게 제작된 초전도접합은 초전도 전극간에 그간 보고된 적이 없는 강한 연계성과 양자간섭 특성을 보여 단위 큐빗소자나 양자간섭소자 등에 폭넓게 활용될 수 있다.

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이후종 교수는 “이번 연구성과는 그래핀-초전도 양자소자 개발은 물론, 그래핀을 기반으로 한 다양한 van der Waals 물질 양자접합소자 응용에 실질적인 활로를 열 것으로 기대된다”고 밝혔다. 이 연구는 한국연구재단 SRC 사업의 지원으로 수행되었으며, 나노레터스(Nano Letters) 최신호에 발표되었다.