정명화(물리학과) 교수 연구팀이 <자기양자진동을 통한 새로운 궤도 위상 분석 방법론>을 제시해 12일 Proceedings of the National Academy of Sciences(PNAS) 학술지에 게재됐다.

궤도 위상은 자기양자진동에서 관측되는 베리 위상으로 설명돼 왔으나 자기장에 의한 물질의 상태 에너지가 갈라지는 제만 효과를 무시할 수 있고 물질의 에너지 갭이 없을 때만 가능하다. 이러한 조건은 학계에서 명확히 제시되지 않아 연구자들의 혼란을 일으켜 왔다.

정명화 교수 연구팀은 이번 연구에서 극저온, 고자기장 실험을 통해 NbSb2 디락 반금속(Dirac semimetal)의 자기양자진동을 관측하고 이를 세밀하게 분석해 궤도 위상을 밝혀낼 수 있었다. 또한 분석 과정에서 베리 위상과 궤도 위상이 같아지는 제한 조건을 제시했다. 이어 제한 조건이 없는 일반적인 경우에서도 궤도 위상을 분석할 수 있는 새로운 방법론을 세계 최초로 제시했다.