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. 태안군, 가을 꽃게잡이 본격 시작
  2. [사진기사]태안 청산수목원·천리포수목원, 가을의 전령사 팜파스 그래스 개화
  3. 대전 서구, 골목형상점가 13곳 신규 지정…총 36곳으로 확대
  4. 대전 트램 공사현장서 60대 작업자 3명 감전
  5. [날씨] 충청권 오전 비·오후 소나기…낮 최고 33도
  1. 대전국세청 "국민공감, 공정세정 펼친다"
  2. 갤러리아타임월드, ‘사랑의 빵 나누기’ 후원금 전달
  3. 사라지지 않는 불법 현수막
  4. 경찰 사칭해 오피스텔 침입·집단폭행… 수천만원 강탈 일당 6명 구속
  5. 한국영상대, 29일 '게임·애니·VFX 계열' 입시 상담회 개최

헤드라인 뉴스


"군 공항 추가 배치 결사 반대" 서산, 광주공항 분산배치 반발

"군 공항 추가 배치 결사 반대" 서산, 광주공항 분산배치 반발

충남 서산시 해미면 주민들이 광주 군 공항 전력의 서산 분산배치 검토 소식에 강하게 반발하며 본격적인 대응에 나섰다. 서산 해미면 소음피해지역 주민들은 20일 해미면 행정복지센터에서 가칭 '광주공항 분산배치 대책추진위원회' 회의를 열고 주민들의 반대 입장을 확인하는 한편 향후 대응방안을 논의했다. 이번 회의는 최근 정부가 광주 제1전투비행단 예하 3개 비행대대를 서산·충주·예천 등으로 분산배치하는 방안을 검토하고 있다는 내용이 알려진 데 따른 것이다. 특히 서산시 해미면 지역은 현재도 제20전투비행장 주변에 위치해 전투기 등 군용항..

경찰 사칭해 오피스텔 침입·집단폭행… 수천만원 강탈 일당 6명 구속
경찰 사칭해 오피스텔 침입·집단폭행… 수천만원 강탈 일당 6명 구속

경찰을 사칭해 오피스텔에 침입한 뒤 온라인 사행성 사이트 운영자를 집단 폭행하고 수천만 원 상당의 금품을 빼앗아 달아난 일당이 경찰에 붙잡혔다. 대전서부경찰서에 따르면 경찰은 강도상해 혐의로 A(30대)씨 등 6명을 구속 송치했다고 21일 밝혔다. A씨 등은 지난달 10일 오전 2시께 대전 서구 만년동의 한 오피스텔에 침입해 온라인 사행성 사이트 업자인 B(20대)씨를 폭행한 뒤 현금 3100만 원과 130만 원 상당의 컴퓨터 본체 2대 등 금품을 빼앗아 달아난 혐의를 받는다. 20~30대인 이들은 평소 A씨를 중심으로 '자금이 모..

대전 서구, 골목형상점가 13곳 신규 지정…총 36곳으로 확대
대전 서구, 골목형상점가 13곳 신규 지정…총 36곳으로 확대

대전 서구가 골목형상점가 13곳을 추가 지정해 온누리상품권 사용처를 확대했다. 서구는 20일 구청 보라매실에서 신규 골목형상점가 지정서 교부식을 열었다. 골목형상점가는 2000㎡ 이내 면적에 소상공인이 운영하는 점포 15개 이상이 밀집한 구역을 대상으로 상인 조직의 신청과 심의를 거쳐 지정된다. 지정 시 온누리상품권 가맹점 등록과 골목상권 활성화 지원사업 참여가 가능하다. 이번에 신규 지정된 골목형상점가는 크로바쇼핑센터, 둥지수정상가, 둔산3동근린상가, 도안골, 도안호수공원, 도안우미, 관저상가, 파워존, 도마사거리, 도마달, 복수..

실시간 뉴스

지난 기획시리즈

  • 정치

  • 경제

  • 사회

  • 문화

  • 오피니언

  • 사람들

  • 기획연재

포토뉴스

  • 가족과 함께 해서 즐거운 한여름 밤 독서하기 가족과 함께 해서 즐거운 한여름 밤 독서하기

  • 사라지지 않는 불법 현수막 사라지지 않는 불법 현수막

  • ‘소방차 길 터주기는 의무입니다’ ‘소방차 길 터주기는 의무입니다’

  • ‘더위야 가라’…도심 속 숲길 걸으며 休 ‘더위야 가라’…도심 속 숲길 걸으며 休