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. KT&G, 글로벌 100대 혁신기업 4년 연속 선정
  2. 대한민국 경제의 첨병 '선원'의 가치, 씨맨십으로 증명
  3. ”더워도 월드컵은 못 참죠” 월드컵 야외 응원 나선 대전 시민들
  4. "내년부터 10조 지원" 할 일 많아진 충청광역연합, 내실화 숙제
  5. [르포] "짠, 대전한화생명볼파크로!" 선양오크소맥, 한화팬심 저격하다
  1. '영원한 2인자' 고 김종필 탄생 100주년, 중용·통합의 정신 기린다
  2. 천안법원, 보관 중인 돈을 돌려주지 않은 60대 변호사 '벌금 2000만원'
  3. 천안시, 공무원 기후위기 대응 역량 강화 특강
  4. 천안시, '손 씻기·위생관리' 수족구병 예방수칙 당부
  5. 천안직산도서관, '손 끝에서 살아나는 작은 세상' 운영

헤드라인 뉴스


[세종 문화] 공간·장르의 벽 넘어… `초여름 문화예술 축제` 세종 물들인다

[세종 문화] 공간·장르의 벽 넘어… '초여름 문화예술 축제' 세종 물들인다

클래식 공연장에서 록과 인디 음악이 울려 퍼지고, 실을 뽑던 공장 건물에서 지역 예술가들의 작품이 관람객을 맞는다. 세종시가 6월 말 공간과 장르의 경계를 허무는 두 개의 문화예술 행사로 시민들을 찾아간다. (재)세종시문화관광재단(대표이사 박영국)은 재단 설립 10주년을 맞아 공연장과 갤러리를 무대로 다채로운 문화예술 콘텐츠를 선보이며, 세종 문화예술의 확장 가능성을 모색한다. 세종예술의전당에서는 세종 보헤미안 페스티벌의 극장형 공연인 '세종 보헤미안 스테이지'가 27일 개막하며, 조치원 1927 아트센터 내 갤러리 '실'에서는 지..

단양, 낚시축제로 여름 관광객 맞이… 지역상권 활력 기대
단양, 낚시축제로 여름 관광객 맞이… 지역상권 활력 기대

단양군이 여름철 관광 활성화와 지역경제 회복을 위해 전국 규모의 낚시 축제를 선보인다. 전국에서 모이는 선수와 가족, 동호인들로 인해 숙박업소와 음식점, 관광지 이용객 증가가 예상되면서 지역 상권에도 긍정적인 효과가 기대되고 있다. 군은 오는 7월 4일부터 5일까지 단양강 일원에서 '2026 단양강 피싱 페스티벌'을 개최한다. 이번 행사는 수상 레저와 생태관광, 낚시 체험을 결합한 체류형 관광 프로그램으로 운영된다. 행사에서는 최근 인기를 얻고 있는 스포츠피싱 프로그램이 먼저 진행된다. 카약을 이용한 민물고기 낚시 행사는 7월 4일..

한국 빛낸 해외무용스타들 귀환…음성서 춤으로 만난다
한국 빛낸 해외무용스타들 귀환…음성서 춤으로 만난다

음성군이 세계 무대에서 활약하는 한국인 무용수들과 해외 정상급 무용단을 한자리에 모아 국제 수준의 무용 공연을 선보인다. 군은 7월 29일 음성문화예술회관에서 해외무용스타 초청공연 'K-발레 스타 스페셜 갈라'를 개최한다고 밝혔다. 이번 공연은 세계 최고 권위를 자랑하는 파리 오페라 발레를 비롯해 독일 라이프치히 발레단, 드레스덴 잼퍼 오퍼 발레 등 해외 주요 발레단에서 활동 중인 한국인 무용수와 외국인 무용수들이 함께 참여한다. 또 일본 최정상 부토(Buto) 무용단과 포르투갈을 대표하는 Vortice Dance Company 등..

실시간 뉴스

지난 기획시리즈

  • 정치

  • 경제

  • 사회

  • 문화

  • 오피니언

  • 사람들

  • 기획연재

포토뉴스

  • 여름철 풍수해 대비 장비 점검 여름철 풍수해 대비 장비 점검

  • 수족구 예방…‘꼼꼼하게 손 씻어요’ 수족구 예방…‘꼼꼼하게 손 씻어요’

  • 접시꽃에 담긴 여름 접시꽃에 담긴 여름

  • 임직원들이 함께 즐기는 월드컵 임직원들이 함께 즐기는 월드컵