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. <속보>대전 갈마동 타이어업체서 화재
  2. 세종 스마트시티 2100세대 분양 초읽기…11월 견본주택 오픈
  3. 대덕대 야구부 창단 4년만에 프로선수 배출
  4. 국방부, 대전 문화동 부지 '전면 매각' 추진…터전 잃을 위기 화훼단지
  5. 대전 용두동2구역, 분양가 이견에 사업 표류… 이자 눈덩이
  1. [중도일보 독자권익위원회] "골목상권 살릴 소비촉진, 지역언론이 이끌어주길"
  2. 국립한밭대 동문 윤통섭 비전세미콘 회장, 발전기금 1억원 기부
  3. 대전 둔산신협, 서구 월평2·3동 저소득계층 위한 겨울이불 전달
  4. 을지대병원의 을지재단 출범 70년…박준영 회장 "새로운 100년 열어가자"제안
  5. 국산 밀·콩, 학교급식 타고 식탁으로… 세종 나성중서 소비 캠페인

헤드라인 뉴스


머크, 대전 추가투자 가능성 시사… 지역경제 동반성장은 과제로

머크, 대전 추가투자 가능성 시사… 지역경제 동반성장은 과제로

머크(Merck)가 대전 생산센터 준공을 계기로 추가 투자 가능성을 내비치면서 대전 바이오산업의 확장 여부에 관심이 쏠리고 있다. 특히 KAIST와 공동 연구개발 프로젝트를 다수 진행하고 있는 가운데 향후 연구시설 확충 가능성까지 거론되면서 대전이 머크의 아시아·태평양 생산거점을 넘어 연구개발 중심지로 성장할 수 있을지 주목된다. 29일 열린 머크 대전 생산센터 준공식에서 머크 독일 본사와 독일 정부 관계자들은 대전시의 적극적인 지원으로 대규모 생산시설 건립이 예상보다 빠르게 진행됐다는 점을 높이 평가했다. 외국인투자지역 입주에 따..

대전 갈마동 타이어 판매점 화재 진화완료…2~3층 창고에서 발생 추정돼
대전 갈마동 타이어 판매점 화재 진화완료…2~3층 창고에서 발생 추정돼

30일 오전 10시 2분께 대전 서구 갈마동의 한 타이어 판매점에서 발생한 화재가 4시간 31분 만인 오후 2시 33분께 완전히 진화됐다. 짙은 연기와 거센 불길이 치솟으면서 화재발생 직후부터 150건 이상의 신고가 소방당국에 접수됐으며, 대전소방본부는 대전시와 산림청 헬기 2대와 소방장비 98대, 인력 238명을 투입해 화재 진압과 방수 작업을 벌였다.소방당국은 최초 신고 18분 만인 오전 10시 20분께 관할 소방서의 모든 소방력을 동원하는 대응 1단계를 발령했으며, 현장 주변에서는 교통 통제와 주민 대피도 진행됐다.타이어판매점..

`대전 예수` 와이스, 한화 돌아올까… 독수리 군단 마운드 재건 변수로
'대전 예수' 와이스, 한화 돌아올까… 독수리 군단 마운드 재건 변수로

한화이글스의 가을을 뜨겁게 달궜던 '대전 예수' 라이언 와이스가 다시 독수리 군단의 마운드에 오를 수 있을까. 미국 메이저리그(MLB) 재도전에 나섰던 와이스가 자유계약선수(FA) 신분으로 풀리면서 한화 복귀 가능성에 관심이 쏠리고 있다. 30일 미국 현지 보도에 따르면 휴스턴 애스트로스는 와이스에게 걸려 있던 2027시즌 500만 달러 규모의 구단 옵션을 행사하지 않기로 했다. 대신 바이아웃 50만 달러를 지급하면서 와이스는 새로운 소속팀을 찾을 수 있게 됐다. 와이스에게 올해는 아쉬움이 짙게 남는 시즌이었다. 지난해 한화에서의..

실시간 뉴스

지난 기획시리즈

  • 정치

  • 경제

  • 사회

  • 문화

  • 오피니언

  • 사람들

  • 기획연재

포토뉴스

  • 대전 타이어전문점 화재 대전 타이어전문점 화재

  • ‘더 화려하고 아름답게’ ‘더 화려하고 아름답게’

  • ‘포기마다 정성 담아’…맛있는 이웃사랑 ‘포기마다 정성 담아’…맛있는 이웃사랑

  • 미래 진로직업 체험 미래 진로직업 체험