위상학적 전자상태와 강자성 지닌 새로운 물질 등장

  • 경제/과학
  • IT/과학

위상학적 전자상태와 강자성 지닌 새로운 물질 등장

철 기반 신물질로 스핀소자 활용 앞당길 듯

  • 승인 2018-07-24 12:00
  • 이해미 기자이해미 기자
철 원자로 만들어진 위상물질이자 강자성체인 Fe3GeTe2
철 원자로 만들어진 위상물질이자 강자성체인 Fe3GeTe2
위상학적 전자상태와 강자성을 동시에 갖는 물질이 등장했다.

스스로 자성을 띠면서도 선 형태의 위상학적 특이점을 갖는 위상 강자성체가 발견된 것은 이번이 처음이다.

기초과학연구원(IBS 원장 김두철) 원자제어 저차원 전자계 연구단 김준성 연구위원과 강상관계 물질 연구단의 양범정 연구위원, 막스플랑스 한국 포스텍 연구소 김규 박사를 비롯한 국내 공동 연구진이 철 기반의 Fe3GeTe2가 강자성과 위상성질을 동시에 가지는 물질임을 발견했다고 밝혔다.

위상물질의 특징은 뫼비우스 띠에 비유할 수 있다. 뫼비우스 띠를 아무리 변형시켜도 찢지 않으면 정상적인 띠로 만들 수 없는 것처럼 위상물질의 전자구조 역시 물질의 화학구조가 바뀌지 않는 한 계속 보존된다.

연구진이 합성한 Fe3GeTe2에서는 위상학적 특이점이 선(line) 형태로 길게 분포돼 있어 이 선을 따라 양자역학적 자기장이 크게 생긴다. 동시에 강자성체이기 때문에 전자의 스핀 방향이 대부분 한 쪽을 향해 있다. 외부의 자기장이 없어도 전자 각자의 스핀에 따라 다른 방향으로 휘어지는 이상 홀효과가 기존 강자성체보다 강하게 나타난다.

그간 많은 연구진이 보통의 강자성체에서 이상 홀효과를 관측했지만, 그 크기가 작았다. 이번 연구로 위상학적 상태와 강자성 모두 지닌 물질이 실제로 존재하며 양자역학적 자기장의 효과가 크고 안정적이라 강한 이상 홀효과를 관측할 수 있다는 사실을 확인했다.

공동 제 1저자인 김규 박사는 “위상학적 특성을 지닌 강자성체는 자연계에 많이 존재할 것으로 기대된다. 위상 강자성체인 Fe3GeTe2 이해를 통해 앞으로 더 강한 위상 특성을 가진 자성체를 발견할 수 있을 것”이라고 밝혔다.

위상상태의 강한 이상홀 효과를 이용하면 스핀 전류 조절과 스핀 정보 전달 방법을 응용할 수 있어 스핀을 읽고 쓸 수 있는 미래형 정보소자 개발에도 큰 도움이 될 것으로 전망된다.
이해미 기자 ham7239@

중도일보(www.joongdo.co.kr), 무단전재 및 수집, 재배포 금지

기자의 다른기사 보기

랭킹뉴스

  1. 대전 둔산·송촌 선도지구 공모 마감…과열 경쟁 속 심사 결과 촉각
  2. 대중교통 힘든 대덕연구단지 기관들도 차량 2부제 "유연·재택 활성화해야"
  3. 경부고속철도 선형 개량 공사에 한남대, 국가철도공단 수년째 마찰
  4. 與 충남지사 양승조-박수현 세종시장 이춘희-조상호 결선行
  5. 백동흠 신임 대전경찰청장 "시민안전 수호하고 공정한 경찰 최선"
  1. 충남대병원 파킨슨병의 날 심포지엄 개최
  2. 與 세종시장 이춘희·조상호 결선행 "낙선 후보 지지세 향방 관건"
  3. 법인카드 관리 회계과장이 5년간 16억원 회삿돈 횡령 '징역형'
  4. 대전 길거리에서 아내에게 흉기 40대 체포
  5. 김호승 충남경찰청장 "교통·사회적 약자 보호에 최선 다할 것"

헤드라인 뉴스


"세종 수도 완성, 말 뿐이었나"…개헌은 배제, 특별법은 지연 우려

"세종 수도 완성, 말 뿐이었나"…개헌은 배제, 특별법은 지연 우려

세종 행정수도 완성을 위한 움직임에 잇따라 찬물을 끼얹는 상황이 펼쳐지자 중앙 정치권을 향한 지역사회의 공분도 나날이 거세지고 있다. 수도 완성이 현 정부 국정과제인 데다 여야 지도부 모두 이견이 없다는 입장을 꾸준히 내세웠음에도 불구하고 개헌 동시투표는 배제, 관련 특별법은 지연 우려에 직면했기 때문이다. 7일 국회 등에 따르면 국민의힘을 제외한 여야 6당 주도로 대한민국 헌법 개정안(우원식 의장 등 187명 발의)을 마련, 지난 3일 의안 접수까지 이뤄졌다. 개헌안은 기존 한문인 헌법 제명의 한글화를 비롯해 부마항쟁과 5·18민..

베이커리 카페·주차장 가업상속공제 제외... 대전서도 혜택 제외 많아지나
베이커리 카페·주차장 가업상속공제 제외... 대전서도 혜택 제외 많아지나

최근 대전과 근교에서 제빵시설을 갖추지 않은 채 우후죽순 들어선 대형 베이커리 카페와 비교적 설치가 간단하고 단순 유지만으로 운영할 수 있는 자가 사설 주차장은 앞으로 공제 혜택을 받지 못하게 됐다. 이재명 대통령이 지난 1월부터 대형 카페나 기업형 베이커리가 상속과 증여 과정에서 편법으로 활용되고 있는지 점검하라는 지시 이후 최근 열린 국무회의에서도 잇단 지적에 정부가 칼을 빼든 것이다. 빵을 만들지 않는 베이커리는 적용 대상에서 제외되고, 가업 경영 인정 기간도 더 늘어날 전망이다. 7일 정부 등에 따르면 이재명 대통령은 전날..

충청권 상장기업, 중동 전쟁 여파에 시총 31조 8191억 원 증발
충청권 상장기업, 중동 전쟁 여파에 시총 31조 8191억 원 증발

미국과 이란 전쟁 여파로 대외 불확실성이 확대되면서 충청권 상장사의 성장세도 크게 흔들리는 모습이다. 특히 기계·장비 업종과 금융업의 약세가 두드러지며, 이들 상장사의 시가총액은 한 달 사이 31조 8191억 원 감소했다. 한국거래소 대전혁신성장센터가 7일 발표한 '대전·충청지역 상장사 증시 동향'에 따르면 2026년 3월 충청권 상장법인의 시가총액은 187조 5043억 원으로 전월(219조 3234억 원)보다 14.5% 감소했다. 이 기간 대전과 세종, 충남지역의 시총은 12.5%, 충북은 17.9%의 하락률을 보였다. 대전·세종..

실시간 뉴스

지난 기획시리즈

  • 정치

  • 경제

  • 사회

  • 문화

  • 오피니언

  • 사람들

  • 기획연재

포토뉴스

  • 8일부터 공공기관 2부제·공영주차장 5부제 시행 8일부터 공공기관 2부제·공영주차장 5부제 시행

  • 유가족에게 쫓겨나는 안전공업 대표 유가족에게 쫓겨나는 안전공업 대표

  • 중동전쟁 장기화에 요소비료 수급 불안 중동전쟁 장기화에 요소비료 수급 불안

  • 꿈돌이 선거택시 대전 도심 달린다 꿈돌이 선거택시 대전 도심 달린다