1) 결정 대칭성이 제어된 SrNbO3에서 발현될 수 있는 위상학적 전자 상태 - 특정 결정 대칭성이 위상학적 전자 상태를 유도할 수 있다는 이론적인 연구들이 보고되고 있다. 특히, 회전 대칭성과 분수 병진 대칭성을 동시에 가지는 논시몰픽(nonsymorphic) 대칭성은 특정 모멘텀 공간에서 위상학적 전자 상태를 보호할 수 있다. - d-전자계 기반의 페로브스카이트 (ABO3) 구조에서의 BO6 팔면체는 외부의 압력에 의해서 손쉽게 회전될 수 있으며, 이러한 회전은 결정 대칭성 변화를 유도한다. 특히, 압축 변형된 페로브스카이트 물질들에서 논시몰픽 대칭성을 가지는 BO6 팔면체의 a0a0c- 회전이 유도될 수 있음이 알려져 있다. - 이종구조에서의 켜쌓기 변형은 덩어리 시료에 압력이나 변형을 가하는 것보다 훨씬 큰 효과를 줄 수 있어서 효과적으로 결정 대칭성을 조절할 수 있는 실험적 방법을 제공한다. 따라서 켜쌓기 변형을 잘 활용하면, d-전자계 기반의 페로브스카이트 구조의 결정 대칭성을 조절할 수 있으며, 특정 경우에 위상학적 전자 상태가 발현될 가능성이 있다. - 이종구조를 활용한 결정 대칭성 제어는 기존에도 많이 활용되었던 방법이다. 하지만, 위상학적 전자 상태는 특정 결정 대칭성에서만 발현될 수 있으며, 유도된 위상 전자 띠가 페르미 준위 근처에 위치해야 하므로, 이러한 방법을 통해 위상 상태를 구현한 사례는 극히 드물다. - 우리는 선행연구를 통해 SrNbO3 물질이 압축 변형되었을 때, 위상 전자 띠가 페르미 준위 근처에서 생길 수 있음을 이론적으로 예측하였다. - 따라서, 압축 변형된 SrNbO3를 실험적으로 얻을 수 있다면 위상 전자 띠의 존재 여부를 확인할 수 있을 것이다. 2) 양자진동을 활용한 위상학적 전자 구조 확인 - 현재까지의 위상 물질의 전자 구조 연구에는 각분해능 광전자 분광 기법과 양자진동 방법이 많이 활용되었다. Se과 Te 기반의 기존의 위상 물질은 반데르발스 물질이 많아 각분해능 관전자 분광 기법에 필수적인 깨끗한 표면을 가진 시료를 준비하는 데 큰 어려움이 없었다. 하지만, d-전자계 기반의 산화물은 각분해능 광전자 분광 기법을 위한 시료 준비가 어려워 양자진동을 활용한 전자 구조 측정이 필수적으로 요구된다. - 고자기장을 이용한 양자진동 측정을 통해 압축 변형된 SrNbO3에서 위상학적 전자 상태가 구현되었는지 실험적으로 확인할 수 있을 것이다. SrNbO3는 양자진동이 관측되었던 SrVO3와 비슷한 수준의 전도성을 가지고 있어서 양자진동이 관측될 가능성이 매우 크다. - 또한, 충분히 강한 자기장을 가하게 되면 전자들은 양자 한계에 도달할 수 있다. 양자 한계에서는 모든 전자들이 가장 낮은 란다우 준위에만 분포하게 되면서 전자들 간의 상호작용이 강해진다. 이를 활용하면, 위상학적 전자 상태와 강상관 효과가 동시에 나타날 가능성이 있다. 위상 물질의 양자 한계 현상은 많이 연구됐지만, 기존의 위상 물질들은 s 혹은 p-전자계 물질이어서 강한 상호작용에 의한 물리 현상을 관측하는데 한계점이 있었다. d-전자계 기반의 위상 물질에서는 강한 강상관 효과에 의해 기존의 시료들에서 관측하지 못했던 물리 현상들이 (예: 전자의 유효질량이 양자 한계에서 증가함) 관측될 수 있다.