과학자들, 첨단 나노 소재의 원자 결함에 주목하며 미래 기술 탐색
SeoulNYU 탠던 공과대학과 KAIST 연구진이 육각형 붕소 질화물(hBN)의 미세 결함을 찾아내는 새로운 방법을 개발했습니다. 이 방법은 전자공학과 양자 기술의 새로운 발전에 기여할 수 있습니다. 연구자들은 hBN에서 붕소 원자를 대체하는 탄소 원자를 찾아내어 이러한 결함이 물질의 특성에 어떻게 영향을 미치는지 탐구할 수 있게 되었습니다.
이 연구의 주요 사항이 강조되어 있습니다.
연구자들은 전자 "소음"을 활용하여 hBN의 결함을 검출했습니다. 이 방법은 2차원 물질을 대상으로 청진기를 사용하는 것과 비슷한 방식입니다. 이 연구는 나노 소자에서 양자 효과에 대한 이해를 발전시키는 데 기여합니다.
무작위 전신 신호(RTS) 탐지 방법은 전자가 결함과 상호작용하면서 생기는 작은 전류 변화를 감지하는 방법입니다. 이 기술은 전기를 이용하여 원자 구조를 연구합니다.
발견된 기술은 결함 탐지 외에도 다양한 용도로 활용됩니다. 육방형 질화붕소는 훌륭한 절연체이며 매우 얇아서 새로운 전자기기의 개발에 유용합니다. 연구자들은 이러한 원자 결함을 연구하고 통제함으로써 손상을 막을 뿐만 아니라 특정한 양자 기술에 이 결함을 적극적으로 활용할 수 있을 것으로 기대합니다.
이 방법은 일반 전자기기와 양자 기술 모두를 향상시킬 수 있습니다. 이는 단일 광자 방사체와 양자 컴퓨팅 재료에서의 미세한 결함을 더 잘 이해하는 데 도움을 줍니다. 이러한 개선은 원자 수준의 정확성이 중요한 보안 통신 시스템이나 양자 센서 개발에 기여할 수 있습니다.
NYU와 KAIST는 국제 공동 연구를 통해 연구를 발전시키고 있습니다. 컴퓨터 시뮬레이션과 실험 데이터를 활용하여, hBN 구조에서 탄소 원자가 주요 결함이라는 사실을 밝혀냈습니다. 이 발견은 소재의 특성을 변경하여 기술 분야에서의 새로운 활용 방법을 모색하는 데 도움이 됩니다.
연구에 따르면, 2차원 물질에 있는 미세한 결함에 대한 새로운 정보가 밝혀졌습니다. 이는 과학자들이 이러한 물질의 작동 방식을 이해하는 데 도움을 주며, hBN의 활용을 통해 전자공학 및 양자 컴퓨팅 같은 기술 영역의 발전에 기여할 수 있습니다.
연구는 여기에서 발표되었습니다:
http://dx.doi.org/10.1021/acsnano.4c06929및 그 공식 인용 - 저자 및 저널 포함 - 다음과 같습니다
Zhujun Huang, Ryong-Gyu Lee, Edoardo Cuniberto, Jiyoon Song, Jeongwon Lee, Abdullah Alharbi, Kim Kisslinger, Takashi Taniguchi, Kenji Watanabe, Yong-Hoon Kim, Davood Shahrjerdi. Characterizing Defects Inside Hexagonal Boron Nitride Using Random Telegraph Signals in van der Waals 2D Transistors. ACS Nano, 2024; 18 (42): 28700 DOI: 10.1021/acsnano.4c06929
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