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 용문동4구역 재개발 정비구역 지정… 1656세대 공급 계획
  2. '세종 행정수도법 연내 제정' 28일 국회서 다시 물꼬 튼다
  3. 충남대 통합 무산되면 재정 손실만 500억원 이른다
  4. [월화수목 달빛걷기] 가을비 속 갑천 걷는 시민들…2000명 함께한 달빛 아래 낭만
  5. [월화수목 달빛걷기] 우산 쓰고 가족.연인 함께…공연 즐기며 건강도 챙겨
  1. 대전서 스토킹 피해 신고 전 연인 살해 남성 강릉서 체포
  2. [월화수목 달빛걷기] 네 남매 가족의 연례행사…"걷고 대화할 수 있어서"
  3. 대전 민주당, 2차 공공기관 이전 대응 본격화
  4. "현행 교정본부 3대 병목현상, 사회 안전망 구축 구조적 어려워"
  5. [월화수목 달빛걷기]하나은행 직원 단체 참가 "직원과 지역사회 소통 톡톡"

헤드라인 뉴스


포스트 국정감사 예산 전쟁 열린다…충청 총력 대응시급

포스트 국정감사 예산 전쟁 열린다…충청 총력 대응시급

이재명 정부 출범 후 두 번째 국정감사가 막을 내리는 가운데 820조 9000억원에 달하는 내년 정부 예산안에 대한 대응이 충청권의 과제로 떠오르고 있다. 대전 트램, 국회 세종의사당, 대통령 세종집무실 등 지역발전을 위한 예산을 증액하거나 미반영 된 예산을 추가로 반영하는 과제가 충청 여야에 주어진 것이다. 행정수도 특별법 연내 제정과 국가 반도체종합연구소 대전설립, 공공기관 제2차 지방 이전 등도 포스트 국감 정국에서 힘을 쏟아야 하는 지점이다. 국회에 따르면 26∼27일 법제사법·외교통일·국방·행정안전·보건복지·기후에너지환경노..

이름 넣자 `가짜 구속영장` 발부… 세종경찰, 해외 피싱조직 검거
이름 넣자 '가짜 구속영장' 발부… 세종경찰, 해외 피싱조직 검거

"등기우편을 확인하라"며 가짜 구속영장을 내민 해외 보이스피싱 조직이 세종 경찰에 붙잡혔다. 세종경찰청 강력마약범죄수사대는 중국·태국·라오스를 거점으로 피해자 68명에게서 약 31억 원을 가로챈 혐의를 받는 조직원 12명을 검거하고 이 가운데 8명을 구속했다고 26일 밝혔다. 경찰은 이들에게 범죄 단체 가입·활동과 통신사기 피해 환급법 위반 혐의를 적용했다. 경찰 조사 결과 이 일당은 2025년 3월부터 2026년 3월까지 해외에서 보이스피싱 범행에 가담한 것으로 보고 있다. 카드사와 법원·검찰·금융감독원 등을 사칭해 피해자들을 속..

㈜중도일보사 김원식 회장·김현수 대표이사 부자(父子) 아너 소사이어티 탄생
㈜중도일보사 김원식 회장·김현수 대표이사 부자(父子) 아너 소사이어티 탄생

아버지와 아들 父子 아너의 대를 잇는 나눔이 관심을 모으고 있다. 화제의 주인공은 바로 김원식 중도일보 회장과 김현수 중도일보 대표이사이다. 대전사회복지공동모금회(회장 유재욱)는 26일 오전 11시 중도일보 회장실에서 김원식 중도일보 회장과 아들 김현수 중도일보 대표이사의 아너 소사이어티 가입식을 개최했했다. 이번 가입은 대전에서 부자(父子) 가 동시에 아너 소사이어티에 가입한 최초의 사례로, 가족이 함께 실천하는 나눔의 의미를 더했다. 이날 김원식 회장과 김현수 대표이사는 각각 1억 원 기부를 약정하며 대전 아너 소사이어티 133..

실시간 뉴스

지난 기획시리즈

  • 정치

  • 경제

  • 사회

  • 문화

  • 오피니언

  • 사람들

  • 기획연재

포토뉴스

  • 수험생들의 꿈을 향한 섬세한 붓 터치 수험생들의 꿈을 향한 섬세한 붓 터치

  • 2026 대전 장애인 취·창업박람회 성료 2026 대전 장애인 취·창업박람회 성료

  • 대전 3대 하천 가을 꽃단지 ‘인기’ 대전 3대 하천 가을 꽃단지 ‘인기’

  • 대전경찰청, 제81주년 경찰의 날 기념식 개최 대전경찰청, 제81주년 경찰의 날 기념식 개최