[조길영 교수 연구실] 비틀린 이중 그래핀의 고온 엑시톤 응축 현상 연구

Caption: 비틀린 이중 그래핀의 엑시톤 응축 현상을 담은 상도표

비틀린 이중 그래핀의 고온 엑시톤 응축 현상 연구  

2차원 강상관 물질의 핵심은 흥미로운 창발 현상의 발견과 이해라 할 수 있다. 특히 전자와 홀(hole)이 서로 쌍을 이루는 엑시톤의 응축 현상은 초전도 현상과 더불어 강상관 물질계가 보여주는 창발 현상의 대표적 예시라 할 수 있으며, 30여년에 걸쳐 활발히 연구되었다. 이중층으로 구성된 양자 홀 시스템은 이러한 엑시톤 응축 현상 관측에 최적의 물질계라 할 수 있는데, POSTECH 조길영-POSTECH 이길호-DGIST 김영욱 교수 연구팀은 기존 연구보다 몇 십에서 몇 백배 높은 응축 상전이 온도(Condensate Critical Temperature)를 갖는 고온 엑시톤 응축 상태를 구현하는데 성공하였다. 이러한 연구 성과는 비틀린 그래핀의 전자가 가지는 운동 에너지와 상호 작용 에너지의 특성을 활용한 것(서로 다른 층 간의 낮은 터널링 효과, 매우 큰 쿨룽 상호작용 등)이라 할 수 있는데, 이러한 특징은 장차 엑시톤 응축보다 더욱 특이하고 유용한 양자 홀 상태의 구현과 창발 현상의 유도 등에 활용할 수 있을 것으로 기대하고 있다.