상하이교통대 장원타오부교수 연구팀은 중국과학원 장제 원사, 교수진 등과 협력해 초속 레이저를 이용해 3차원 양자재료를 순간적으로 2차원적으로 전자상태로 구현하고 그 속에서 광치초전도 징후를 발견했다.연구 성과는 최근 온라인으로 《네이처》에 발표되었다.
2차원 전자 상태는 보통 기계 박리, 인공 이질결, 분자 빔 외연 성장 등의 방법으로 인공 구조를 만들어 낸다.이 연구에서 과학자들은 양자 재료에서 초스피드 레이저를 이용해 2차원 전자상태를 만들어내는 새로운 방법을 제시해 구현했다.논문 통신 저자 장원타오는 특정 레이저의 강도에 따라 상관계 전자-음자의 상호작용을 일으켜 생기는 재료인 격자 매크로 주기적인 기변을 이용했으며, 이러한 격자 기변은 재료에서 층층이 생겨 격자 기변층과 원시층 사이에서 2차원 전자상태를 오래도록 구현했다고 <중국과학보>에 알려주었다.
연구진은 3차원 전하밀도파 소재인 2셀레늄화티타늄에 대해 고해상의 시간 분별각인 광전자능보와 메가볼트 초고속 전자회절 실험을 실시하고, 모델과 결합해 계산한 결과, 초속 레이저 유도 격자 변형이 3차원 재료에서 긴 시간 동안 2차원 전자 상태를 구현할 수 있다는 것을 증명하였다.추가 실험에서는 이 2차원 전자 구조에서 광치 비균형 초전도 징후가 발견됐다.안내원은 이 성과가 두 가지 시간 분별 실험 수단의 완벽한 결합이라고 보고 과학적 추측을 검증하고 실현했다.
선진 기기의 연구제작과 실험 정밀도의 향상은 이 새로운 발견을 얻는 관건이다.장원타오 연구팀이 자체 개발한 시간해상각은 광전자 계보를 구분해 시간해상도(113초)와 에너지해상도(16.2mm 전자볼트)의 합적이 물리적 한계에 근접해 국제적으로 같은 종류의 기기 중 최고 수준에 도달했다.장제, 가이드팀은 현재 세계에서 유일하게 시간 해상도가 50페일초보다 뛰어난 메가볼트 초고속 전자 회절 장치를 개발했다.
이번 연구는 시간 분별각인 광전자 계보가 전자에 민감하고 메가볼트 초급속 전자회절장치가 원자에 민감하다는 점을 결합해 각각 초급속 전자구조와 초급속 격자 동력학 양쪽에서 발견할 수 있는 실험 증거를 제시했다.이런 발견들은 초스피드 레이저를 이용한 양자 소재 속 전자차원 조절과 기이한 양자현상을 처음으로 보여줬다고 장제 씨는 밝혔다.(황신)
출처: 중국과학보
출처: 광명망
