동북대학 대학원 공학연구과 박사후기과정 1년 나가사와 후미야(長澤 郁弥, 일본 학술 진흥회 특별연구원), 동 연구과 닛타 쥰사쿠(新田 淳作) 교수, 세비야 대학교(스페인) 및 레겐스부르크 대학(독일) 들의 국제 공동 연구 그룹은 Aharonov–Casher effect(아하로노후•계산대 효과)를 이용함으로써, 반도체 디바이스 중에서 전자스핀의 베리위상을 전기저항의 변화로서 직접 관측하는데 성공했습니다. 베리위상은 시간과 함께 변화하는 통상의 위상과는 달리, 상태의 더듬는 경로에 의해서만 결정되기 때문에, 기하학적으로 보호되고 있다는 특징이 있습니다.

베리 위상은 여러가지 현상에 나타나는 보편적 위상이며, 지금까지 광섬유 및 초전도체 등을 이용해 많이 연구되어 왔었습니다만, 전자 스핀의 베리위상에 대해서는 직접적으로 관측된 예가 없었습니다.

닛타 쥰사쿠 교수들의 연구그룹은 스핀의 위상간섭을 전장에 의한 변조가능한 아하로노후•계산대 효과를 이용하는 것으로, 전자 스핀의 위상을 제어하는, 그 베리위상을 처음으로 직접적으로 관측하는데 성공했습니다.

이 연구 성과에 의해 전자스핀을 이용한 비행 큐비트나 토포로지칼 일렉트로닉스에 전개가 기대됩니다. 본 연구 성과를 정리한 논문은 2013년 9월 26일, 영국 전자 저널 『Nature Communications』에 게재되었습니다.

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[문의처]
동북대학 대학원 공학연구과
교수 니타 쥰사쿠(新田 淳作)
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