[¾ÆÁÖ´ë Á¦°ø]
[Çì·²µå°æÁ¦(¼ö¿ø)=¹ÚÁ¤±Ô ±âÀÚ]±¹³» ¿¬±¸ÁøÀÌ Áö³ 20¿© ³â µ¿¾È ¹°¸®Çа迡¼ ÀüÁ¦·Î ¹Þ¾Æµé¿©Á® ¿Â ÇÙ½É °¡Á¤À» µÚÁý´Â »õ·Î¿î ÀÌ·ÐÀ» Á¦½ÃÇß´Ù.
9ÀÏ ¾ÆÁÖ´ëÇб³(ÃÑÀå ÃÖ±âÁÖ)´Â ÀÓÁØ¿ø ¾ÆÁÖ´ë ±³¼ö(¹°¸®Çаú) ¿¬±¸ÆÀÀÌ À§»ó¹°¸®ÇÐ ºÐ¾ßÀÇ »õ·Î¿î º¸È£ ¸ÞÄ¿´ÏÁòÀ» ÀÌ·ÐÀûÀ¸·Î Á¤¸³Çϰí, ½ÇÁ¦ ¹°Áú¿¡¼µµ ±¸ÇöÇØ ³¾ ¼ö ÀÖÀ½À» º¸¿´´Ù°í ¹àÇû´Ù.
À̹ø ¿¬±¸ ¼º°ú´Â ¡®±¹¼Ò Áö¿ø ´ëΰú ÆÄ±«Àû °£¼·À» ÅëÇÑ À§»óÀû º¸È£(Topological Protection by Local Support Symmetry and
¹Ù´ÙÀ̾߱â#¸±°ÔÀÓ Destructive Interference)¡¯¶ó´Â Á¦¸ñÀ¸·Î ±¹Á¦ ÇмúÁö ¡®³×ÀÌó Ä¿¹Â´ÏÄÉÀ̼ÇÁî(Nature Communications)¡¯ 2¿ùÈ£¿¡ °ÔÀçµÆ´Ù. ¿¬±¸¿¡´Â ¹Ì±¹ ÇÁ¸°½ºÅÏ´ë B. ¾Èµå·¹ÀÌ ¹ö³×ºò(B. Andrei Bernevig) ±³¼ö(¹°¸®Çаú), °Ç±¹´ë ÀÌÈÆ°æ ±³¼ö(¹°¸®Çаú), È«ÀÍ´ë ±è¼¼Áß ±³¼ö(ÀüÀÚ°øÇÐÀü°ø) ¿¬±¸ÆÀÀÌ ÇÔ²² Âü¿©Çß´Ù.
°ñµå¸ù»çÀÌÆ®2016³â ³ëº§¹°¸®ÇÐ»ó ¿µ±¹ Ãâ½ÅÀÇ ¹Ì±¹ ¹°¸®ÇÐÀÚÀÎ µ¥À̺ñµå »ç¿ï·¹½º(David J. Thouless), F. µ¢ÄÁ M. Ȧµ¥ÀÎ(F. Duncan M. Haldane), J. ¸¶ÀÌŬ ÄÚ½ºÅи®Ã÷(J. Michael Kosterlitz) 3¸íÀº 2016³â ³ëº§¹°¸®ÇлóÀ» ¹Þ¾Ò´Ù. À̵éÀº ¼öÇп¡¼ »ç¿ëÇØ¿Â À§»ó(êÈßÓ) °³³äÀ» ¹°¸®Çп¡ Àû¿ë, ¡®ÀÌÀü±îÁö
¸ð¹ÙÀϹٴÙÀ̾߱⠴ ¾Ë·ÁÁöÁö ¾ÊÀº ¹°ÁúÀÇ ¼¼°è·Î ÇâÇÏ´Â ¹®À» ¿¾ú´Ù¡¯¶ó´Â Æò°¡¸¦ ¹Þ¾Ò´Ù.
À̵éÀº ±âÁ¸¿¡ ÀüÀÚ±¸Á¶¸¸À» ÀÌ¿ëÇØ µµÃ¼¿Í ºÎµµÃ¼·Î ¹°ÁúÀ» ºÐ·ùÇÏ´ø ÆÐ·¯´ÙÀÓÀ» ³Ñ¾î¼¼ ÆÄµ¿ÇÔ¼öÀÇ À§»óÇÐÀû ±¸Á¶¸¦ ÅëÇØ ´õ¿í »ó¼¼ÇÑ ¹°Áú ºÐ·ù¹ýÀ» Á¦½ÃÇßÀ¸¸ç, À§»óÇÐÀûÀ¸·Î º¸È£µÇ´Â Ç¥¸é »óÅÂÀÇ °ÀÎÇÔÀº ¹°¸®ÇлӸ¸ ¾Æ´Ï¶ó ÀüÀÚ°øÇÐÀÇ ¹ßÀü °¡´É¼ºÀ» ÇÑÃþ ³ÐÇû´Ù´Â Æò°¡¸¦ ¹Þ
¿À¼ÇÆÄ¶ó´ÙÀ̽º°ÔÀÓ ´Â´Ù.
À» ¹ÞÀº ÁÖÁ¦À̱⵵ ÇÑ À§»ó¹°¸®ÇÐ(Topological Physics)Àº ¼öÇÐÀÇ À§»ó(êÈßÓ) °³³äÀÌ ¹°¸®Çп¡ Àû¿ëµÈ °ÍÀ¸·Î, ¹°ÁúÀÇ ÇüŰ¡ º¯Çصµ ¹Ù²îÁö ¾Ê´Â °íÀ¯ÇÑ ±âÇÏÇÐÀû ¼ºÁúÀ» Ȱ¿ëÇØ ¹°ÁúÀÇ »óÅÂ¿Í ¹°¼ºÀ» ¿¬±¸ÇÏ´Â ºÐ¾ß´Ù. ÀÏ·Ê·Î, À§»ó °³³ä¿¡¼´Â µµ³Ó°ú ÄÅÀ» ÇϳªÀÇ ÇüÅ·Πº»´Ù. ½ÇÁ¦ ¸ð¾ç, ºÎÇdzª Å©±â µî°ú´Â °ü°è¾øÀÌ ¡®±¸
¹Ù´ÙÀ̾߱⹫·á ¸ÛÀÌ Çϳª¡¯¶ó´Â À§»óÀû Ư¼º¸¸À» »ý°¢Çؼ´Ù.
À§»ó¹°¸®ÇÐÀº ±âÁ¸ÀÇ ¹æ½Ä°ú ´Ù¸¥ À§»ó¼öÇÐÀû Á¢±Ù¹ýÀ» ÅëÇØ ´õ ±Ù¿øÀûÀÌ°í ¼¼ºÎÀûÀ¸·Î ±âÁ¸ ¹°Áú°ú ´Ù¸¥ ƯÀÌÇÑ ¹°¼ºÀ» ÆÄ¾ÇÇÒ ¼ö ÀÖ°Ô ÇÑ´Ù´Â Á¡¿¡¼, ÃÖ±Ù 20¿© ³â µ¿¾È °íü ¹°¸®Çп¡¼ °¡Àå ÁÖ¸ñ¹Þ¾Æ ¿Â ºÐ¾ß´Ù. µ¶Æ¯ÇÑ Æ¯¼ºÀ» °¡Áø ¿©·¯ º°³ ¹°ÁúÀ» ¹ß±¼ÇÔÀ¸·Î½á, ¾çÀÚ ÄÄÇ»ÅÍ¿Í °°ÀÌ ¾ÆÁ÷Àº ¹ÌÁöÀÇ ¿µ¿ªÀΠ÷´Ü ºÐ¾ßÀÇ ¼ÒÀç·Î Ȱ¿ëÇÒ ¼ö ÀÖ´Ù´Â ±â´ë°¡ À־Ù.
À§»ó¹°¸®ÇÐÀÇ °³³äÀ» ¹°Áú¿¡ Àû¿ëÇÑ À§»ó¹°Áú À§»ó¹°Áú(Topological Mater) : ÆÄµ¿ ÇÔ¼öÀÇ À§»óÇÐÀû Ư¼º ¹× ´ëμº¿¡ ÀÇÇØ ±ÔÁ¤µÇ´Â »õ·Î¿î Á¾·ùÀÇ ¾çÀÚ ¹°Áú. ¹°Áú ³»ºÎÀÇ ÀÌ·¯ÇÑ ±âÇÏÇÐÀû Ư¼º¿¡ ÀÇÇØ Ç¥¸é ¶Ç´Â °¡ÀåÀÚ¸®¿¡¼ Àüµµµµ¸¦ ¶ç´Â ÀüÀÚ»óŸ¦ °¡Áö´Â µ¶Æ¯ÇÑ Æ¯¼ºÀ» Áö´Ï¸ç ¿ÜºÎ Ãæ°ÝÀ̳ª °áÇÔ¿¡µµ ¼Õ½Ç ¾øÀÌ ÀüÀÚ¸¦ À̵¿½ÃŲ´Ù. ÀÌ¿¡ Àü·Â ¼Ò¸ð·®°ú ó¸® ¼ÓµµÀÇ ÇѰ踦 ±Øº¹ÇÒ ¼ö ÀÖ´Â ÃÊÀúÀü·Â ÀüÀÚ¼ÒÀÚ ±â¼ú µî¿¡ÀÇ È°¿ëÀÌ ±â´ëµÈ´Ù.
ÀÇ Æ¯¼ºÀº ±×µ¿¾È Çа迡¼ ¡®´ëĪÀÌ ¹°Áú Àüü¿¡ °ÉÃÄ Á¸ÀçÇØ¾ß¸¸ ¾ÈÁ¤ÀûÀ¸·Î À¯ÁöµÈ´Ù¡¯¶ó´Â ÀüÁ¦ À§¿¡¼ ÀÌÇØµÇ¾î¿Ô´Ù. ´ëĪÀÌ Á¶±ÝÀÌ¶óµµ ±úÁö¸é ¹êµå ±³Â÷Á¡ ¹êµå ±³Â÷Á¡ : °íüÀÇ ÀüÀÚ ±¸Á¶´Â ¿¡³ÊÁö ¹êµå·Î ³ªÅ¸³»¾îÁö¸ç ´Ù¼ö Á¸ÀçÇÑ´Ù. ¼·Î ´Ù¸¥ ¹êµå°¡ ¼·Î ±³Â÷ÇÒ °æ¿ì, ÀϹÝÀûÀ¸·Î ±³Â÷Á¡¿¡¼ ¹êµå °¸ÀÌ ¿·Á ºÎµµÃ¼·Î ÀüÀÌÇÏÁö¸¸, °íü¿¡ Ư¼öÇÑ ´ëμºÀ̳ª À§»óÇÐÀû Ư¼ºÀÌ Á¸ÀçÇÏ¸é ±³Â÷ »óÅ ±×´ë·Î ³²À» ¼ö ÀÖ´Ù. ´ëÇ¥ÀûÀÎ ¿¹°¡ ±×·¡ÇÉÀÇ µð·¢(Dirac) Á¡ÀÌ´Ù.
ÀÌ »ç¶óÁö°Å³ª À§»óÀû Ư¼ºÀÌ ¹«³ÊÁø´Ù°í º» °Í. ±×·¯³ª ½ÇÁ¦ ¹°Áú¿¡¼´Â ºÒ¼ø¹°, ÈíÂø ¿øÀÚ, °è¸é È¿°ú µîÀ¸·Î ÀÎÇØ ÀÌ·¯ÇÑ ´ëĪÀÌ ½±°Ô ±úÁø´Ù. ÀÌ ¶§¹®¿¡ ÀÌ·ÐÀûÀ¸·Î´Â °¡´ÉÇØ º¸¿©µµ Çö½Ç ¹°Áú¿¡¼´Â À§»óÀû Ư¼ºÀÌ ¾ó¸¶³ª ¾ÈÁ¤ÇÑÁö ¼³¸íÇϱ⠾î·Á¿î °æ¿ì°¡ ¸¹¾Ò´Ù.
¾ÆÁÖ´ë °øµ¿ ¿¬±¸ÆÀÀº ÀÌ·¯ÇÑ ÇѰ踦 ±Øº¹Çϱâ À§ÇØ ¹°ÁúÀ» µÎ ºÎºÐÀ¸·Î ³ª´©¾î ¹Ù¶óº¸´Â »õ·Î¿î °üÁ¡À» Á¦½ÃÇß´Ù. ¿¬±¸ÆÀÀº ¹°ÁúÀÇ ÇÑ ºÎºÐ¿¡¼´Â ´ëĪÀÌ À¯ÁöµÇÁö¸¸, ´Ù¸¥ ºÎºÐ¿¡¼´Â ´ëĪÀÌ ±úÁ® ÀÖ´Â »óȲÀ» °¡Á¤ÇÑ µÚ, ÀüÀÚ ÆÄµ¿ÀÌ ¾î¶»°Ô ÆÛÁö´ÂÁö¸¦ Á¤¹ÐÇÏ°Ô ºÐ¼®Çß´Ù.
±× °á°ú ƯÁ¤ Á¶°Ç¿¡¼´Â ÀüÀÚÀÇ ºí·ÎÈå ÆÄµ¿ÇÔ¼ö°¡ ¡®ÆÄ±«Àû °£¼·(destructive interference)¡¯À» ÀÏÀ¸ÄÑ ´ëĪÀÌ ±úÁø ¿µ¿ªÀ¸·Î´Â ÆÛÁöÁö ¾Ê°í, ´ëĪÀÌ ³²¾Æ ÀÖ´Â ¿µ¿ª¿¡¸¸ ±¹¼ÒÀûÀ¸·Î ¸Ó¹° ¼ö ÀÖÀ½À» ¹àÇû´Ù. ÀÌ °æ¿ì Àüü ¹°Áú Â÷¿ø¿¡¼´Â ´ëĪÀÌ ±úÁ® À־, ½ÇÁ¦ ÀüÀÚ »óÅ´ »ç½Ç»ó ´ëĪÀÌ º¸Á¸µÈ ºÎºÐ¸¸À» ¡®´À³¢°Ô¡¯ µÇ°í, ±× °á°ú À§»óÀû ¼ºÁúÀ̳ª ¹êµå ±³Â÷Á¡ÀÌ ±×´ë·Î º¸È£µÉ ¼ö ÀÖ´Ù´Â °ÍÀÌ´Ù.
¿¬±¸ÆÀÀº ÀÌ·¯ÇÑ ¸ÞÄ¿´ÏÁòÀ» ¡®±¹¼Ò ÁöÁö ´ëĪ(Local Support Symmetry)¡¯ º¸È£ ¿ø¸®·Î Á¤ÀÇÇϰí, À̸¦ ÀϹÝÀûÀÎ À̷РƲ·Î Á¤¸®Çß´Ù. ÀÌ Æ²À» ÀÌ¿ëÇϸé À§»ó Àý¿¬Ã¼ÀÇ Z2 À§»ó¼ö¿Í °°Àº À§»ó ÁöÇ¥°¡ ¾î¶»°Ô À¯ÁöµÇ´ÂÁö, ¶Ç µð·¢(Dirac) Á¡°ú °°Àº ¹êµå ±³Â÷°¡ ¿Ö ½±°Ô »ç¶óÁöÁö ¾Ê´ÂÁö¸¦ ÇϳªÀÇ °øÅëµÈ ¾ð¾î·Î ¼³¸íÇÒ ¼ö ÀÖ´Ù.
¿¬±¸ÆÀÀº ¶ÇÇÑ ´Ü¼øÇÑ ÀÌ·Ð Á¦¾È¿¡ ±×Ä¡Áö ¾Ê°í, ¿©·¯ ¸ðÇü °è»êÀ» ÅëÇØ ±¹¼Ò ½Ã°£¹ÝÀü ´ëĪÀ̳ª ȸÀü ´ëĪ¿¡ ÀÇÇØ º¸È£µÇ´Â À§»ó »óÅÂ¿Í ¹êµå ±³Â÷Á¡À» ±¸Ã¼ÀûÀ¸·Î ±¸ÇöÇß´Ù. ´õ ³ª¾Æ°¡, ÃÖ±Ù ÁÖ¸ñ¹Þ°í ÀÖ´Â 2Â÷¿ø ź¼Ò ¼ÒÀçÀÎ ¹ÙÀÌÆä´Ò·» ³×Æ®¿öÅ©¿¡ Ç÷ç¿À¸°À» ÁÖ±âÀûÀ¸·Î ÈíÂø½ÃŲ ±¸Á¶¸¦ ¿¹·Î µé¾î, Àüü ´ëĪÀÌ ±úÁ® ÀÖÀ½¿¡µµ ƯÁ¤ ¹æÇâ¿¡¼ µð·¢Çü ºÐ»êÀÌ °ÅÀÇ À¯ÁöµÇ´Â Çö»óÀ» ¹Ðµµ¹üÇÔ¼öÀÌ·Ð(DFT) °è»êÀ¸·Î È®ÀÎÇß´Ù. ÀÌ´Â ¿¬±¸ÆÀÀÇ ÀÌ·ÐÀÌ ½ÇÁ¦ ¹°Áú ¼³°è¿Í ÇØ¼®¿¡µµ Àû¿ëµÉ ¼ö ÀÖÀ½À» º¸¿©ÁÖ´Â »ç·Ê´Ù.
¾ÆÁÖ´ë ÀÓÁØ¿ø ±³¼ö´Â ¡°À§»óÀû ¼ºÁúÀº ¹Ýµå½Ã Àüü ´ëĪÀÌ ÀÖ¾î¾ß¸¸ º¸È£µÈ´Ù´Â ±âÁ¸ÀÇ Åë³äÀ» ³Ñ¾î, ºÎºÐÀûÀÎ ´ëΰú °£¼· È¿°ú¸¸À¸·Îµµ ÃæºÐÈ÷ ¾ÈÁ¤ÈµÉ ¼ö ÀÖÀ½À» º¸¿©ÁØ ¿¬±¸¡±¶ó¸ç ¡°Çö½ÇÀûÀÎ ¹°Áú ȯ°æ¿¡¼µµ À§»óÀû Ư¼ºÀ» ¼³°èÇÒ ¼ö ÀÖ´Â »õ·Î¿î ±æÀ» Á¦½ÃÇÑ ¼À¡±À̶ó°í ¹àÇû´Ù.
ÀÌ¾î ¡°¾ÕÀ¸·Î´Â ±¹¼Ò ´ëΰú ÆÄµ¿ °£¼·À» Ȱ¿ëÇØ º¸´Ù °ÀÎÇÑ À§»ó¹°Áú°ú ¾çÀÚ ¼ÒÀÚ¸¦ ¼³°èÇÏ´Â ¿¬±¸·Î È®ÀåÇØ ³ª°¥ °èȹ¡±À̶ó°í µ¡ºÙ¿´´Ù.
À̹ø ¿¬±¸´Â Áß°ß¿¬±¸ÀÚÁö¿ø»ç¾÷°ú ´ëÇбâÃÊ¿¬±¸¼Ò»ç¾÷(G-·¥ÇÁ) »ç¾÷ µîÀÇ Áö¿øÀ» ¹Þ¾Æ ¼öÇàµÆ´Ù.