정 교수팀은 지난 1월 물리학의 최고 권위지인 ‘피지컬 리뷰 레터(PRL, Physical Review Letters)’지에 해당 논문인 ‘삼각-삼중 양자점에서의 전하 좌절(Charge Frustration in a Triangular Triple Quantum Dot)’을 발표한 바 있다.
‘뉴스 앤 뷰즈' 는 ‘네이처’에 게재되는 논문 중에서도 중요한 연구결과만을 선정해 관련 분야 전문가가 해당논문의 의미와 가치 등을 설명하고 소개하는 섹션이다. 네이처 외의 저널에 발표된 논문 중 매우 중요한 연구 결과에 대해 예외적으로 소개하고 있다.
좌절현상은 일상에서도 쉽게 접할 수 있다. 예를 들면 세 개의 의자를 삼각형으로 배치하고 사람들에게 반드시 자기 옆 사람이 이성이 되도록 의자에 앉게 한다. 먼저 여자가 한 의자에 앉으면 그 여자의 양 옆에는 남자들이 앉아야 한다. 이 경우 남자 옆에 남자가 앉게 되어 주어진 조건을 만족할 수 없다. 반대의 경우도 마찬가지다.
이는 삼각형이라는 기하학적 특이성에 의해 비롯되며 이러한 현상을 좌절현상이라 한다. 자연에서도 좌절현상은 빈번하게 관측되며 물질의 특성을 결정짓는 주요한 원인 중 하나로 작용하고 있다.
부산대 연구팀은 양자점을 이용해 인공분자를 제작한 후 전자들에 의한 좌절현상을 실험적으로 구현했으며 기존의 이론으로는 설명할 수 없는 특이한 전도 상태를 발견했다. 이 연구는 좌절현상이 일어나는 최소 단위인 단일 삼각형 인공분자를 이용해 구현함으로써 지금까지 힘들었던 좌절현상 연구를 보다 정밀하고 명확하게 수행할 수 있는 기반을 제시했다.
특히 정 교수팀의 연구결과는 자성체, 스핀소자, 양자컴퓨터 연구에 활용될 것으로 기대된다.
한편 이번 연구는 한국연구재단의 지원을 받아 한국표준과학연구연 김남 박사, KAIST 심흥선 교수, 독일 막스플랑크 연구소 이수영 박사, 이스라엘 와이즈만 연구소와의 공동 연구로 진행됐으며 부산대 물리학과 서민기 박사가 제1저자로 실험을 수행했다.
[저작권자ⓒ 대학저널. 무단전재-재배포 금지]
