위상부도체의 동향(2022년 3월 조사)(일본어판)/야노경제연구소

 <Concise Report>위상부도체의 동향(2022년 3월 조사)(일본어판)

(일본어목차)トポロジカル絶縁体の動向（2022年3月調査）

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자료코드: R64200502 / 2022년 7월 15일 발행 / B5 31

YDB회원 열람 불가

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◆조사개요

본 조사 리포트는 정기간행물 Yano E plus 2022년 4월호에 게재된 내용입니다.

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리서치 내용

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~내부는 절연체인데 표면은 금속상태라는 특이한 물질이다.

위상수학이라는 기하학 개념을 적용함으로써 비로소 이해할 수 있다

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1. 위상부도체와 기묘한 성질

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2. 위상부도체의 애플리케이션

2-1. 스핀트로닉스 디바이스

2-2. 상변화메모리

2-3. 포토닉 디바이스

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3. 위상부도체의 시장규모 예측

[그림·표1. 위상부도체의 일본국내 및 WW 시장규모 예측(금액:2025-2045년 예측)]

[그림·표2. 위상부도체의 응용분야별 WW 시장규모 예측(금액:2025-2045년 예측)]

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4. 위상부도체 관련 기업·연구기관의 대응동향

4-1. 국립대학법인 규슈대학

(1)위상적 플라즈몬 광도파로의 광-물질 상호작용의 전자선 나노분광분석

[그림1. 극성 반전의 관계를 가진 금속 나노 구조를 규칙적으로 배열한 인공결정의 설계]

[그림2. 극성 반전 경계의 경계모드 계산결과]

[그림3. 각도분해 STEM-CL 측정에 의한 경계를 전파하는 표면 플라스몬의 검출결과]

4-2. 국립연구개발법인 산업기술종합연구소

[그림4. GeTe와 Sb2Te3 초격자 박막의 원자 배열]

[그림5. GeTe와 Sb2Te3 박막으로 구성되는 초격자고조의 전자현미경 사진]

4-3. 국립대학법인 도쿄대학

(1)원자층을 블록처럼 쌓인 위상적 물질 설계

[그림6. Bismuth Halides 원자층을 블록처럼 쌓인 다른 구조로

다양한 위상적 상을 발현시키는 물질설계를 나타내는 개념도]

[그림7. Bi4Br4 단결정의 사진(왼쪽 위)

레이저 현미경으로 관찰한 벽개 표면(왼쪽 하단) 각도분해 광전자분광 측정결과(오른쪽)]

(2)스핀 전류를 상당히 쉽게 on/off 스위치

[그림8. TaSe3의 모의 1차원적인 결정구조(상단) 외력을 가하지 않는 상태의 TaSe3(왼쪽) 시료가 휘면 빨간 화살표 방향으로 응력이 인가된 시료(오른쪽)]

[그림9. 시료이 변형되기 전의 전자구조(왼쪽)

기판에 외력을 가해서 시료에 장력 변형을 발생시켰을 때의 결과(오른쪽)]

4-4. 국립대학법인 도호쿠대학(1)

(1)광전자 분광법

[그림10. 초고분해능 ARPES 장치의 외관]

[그림11. ARPES법의 개념도]

[그림12. 실험에서 결정된 Sb(111)의 에너지 밴드]

(2)위상부도체의 기묘한 성질

[그림13. 2차원 및 3차원 위상부도체]

(3)최근의 연구사례

[그림14. 위상 초전도 실현을 위한 접합구조의 모식도]

[그림15. ARPES측정 결과]

4-5. 국립대학법인 도호쿠대학(2)

(1)위상부도체에 관한 최근 진전

(2)광의 위상적 띠구조

(3)광 특유의 위상적 현상: 위상 레이저

(4)인공 차원

[그림16. 인공차원 이미지(왼쪽) 하나의 공진기로 1차원 격자를 만든다

(중앙)1차원 공진기 배열을 이용한 2차원 격자 위상학적인 경계상태의 전파 (오른쪽)3차원 공진기 격자에서 4차원 격자를 만드는 모식도]

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5. 위상부도체의 장래전망