Quantum electronic transport in (Bi0.84Sb0.16)2Se3 topological insulator nanowire

Abstract

위상 절연체와 저온 초전도체가 서로 접합을 이룰 때, 접합 계면에서 마요라나 페르미온과 같은 특이 준입자 상태를 형성한다는 것이 이론적으로 알려져 있다. 우리는 (Bi$_{0.84}$Sb$_{0.16}$)$_2$Se$_3$ 위상절연체 나노선 위에 알루미늄 (Al) 초전도 전극을 형성함으로써 위상 절연체의 위상 표면 상태에 의한 양자 전도 특성을 확인하고 Al 전극에 의한 초전도 근접 효과를 측정하기 위한 실험을 수행하였다. 위상 절연체 나노선 소자 표면에 수직한 방향으로 자기장을 인가하였을 때, 위상 절연체 나노선 소자 표면에 수직한 방향으로 자기장을 인가하였을 때, 자기 저항이 감소하는 것을 관측하였는데 이 결과는 위상 표면 상태에 의한 반약국재 현상으로 이해되며 위상절연체의 표면에서 발생한 것임을 실험적으로 뒷받침한다. 위상 절연체 나노선 소자를 Al 전극의 초전도 임계 온도 이하로 냉각시킬 경우, 위상 절연체와 초전도 전극 사이 계면에서 발생하는 안드레이 반사에 의한 전기 전도도 증가 현상을 관측할 수 있었는데, 이는 초전도 근접 효과가 잘 이루어 지고 있음을 보여준다. 이러한 실험 결과는 위상 양자 소자 연구에 필수적인 위상 절연체-초전도체 접합을 제작하는데 유용하게 사용될 것으로 생각된다.