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. 영화 ‘암살자(들)’ 논란 확산 대전시도 불똥튀나
  2. 민선 9기 허태정號 100일…민생·경제 연착륙 호평
  3. 6일부터 국회 국정감사 돌입… '충청발전' 지렛대로 활용해야
  4. 충남대 노사 갈등 돌파구 찾나…학장협의회 중재안 제시
  5. 화려한 불꽃 내려놓고 생태 지켰다…대전효문화뿌리축제 성료
  1. 50년 전통 위에 다시 피어나는 봉사의 꽃
  2. 통합신청서 부결 충남대, 주요 보직 인선…조직 안정화 ‘속도’
  3. 지상군페스티벌 ‘북적북적’
  4. [2026 국감] 고향사랑기부금 활용 더딘 충청…대전 잔액률 74%
  5. (충남도정회고록) “남기고 싶은 이야기”(38회)신행정수도 건설에서 행정중심복합도시 건설까지

헤드라인 뉴스


트램 급전방식 연내 결론날까… 허태정 "가능한 올해 안 결정"

트램 급전방식 연내 결론날까… 허태정 "가능한 올해 안 결정"

대전 도시철도 2호선 트램의 급전방식 등 주요 쟁점이 올해 안에 결론 날 수 있을지 관심이 쏠린다. 허태정 대전시장이 민선 8기 당시 변경된 급전방식 등을 다시 점검한 뒤 가능한 연내 대전시의 입장을 정리해 발표하겠다는 뜻을 밝혔기 때문이다. 허 시장은 6일 대전시청에서 열린 취임 100일 시정 브리핑에서 "트램은 대전시민의 관심이 가장 큰 교통 문제이고 사업비 규모도 가장 큰 만큼 대전시에서도 중요한 사안"이라며 "급전방식 등은 가능한 연내 결정해 발표하겠다"고 말했다. 민선 7기 당시 트램 사업을 추진했던 허 시장은 민선 8기에..

최근 5년 건설현장 사망자 1220명… 절반 이상이 `추락사`
최근 5년 건설현장 사망자 1220명… 절반 이상이 '추락사'

최근 5년여간 건설현장에서 발생한 사망사고의 절반 이상이 추락사고인 것으로 나타났다. 7일 국회 국토교통위원회 소속 더불어민주당 황희 의원이 국토교통부에서 받은 자료에 따르면 2021년부터 올해 6월까지 건설현장 사망자는 총 1220명으로 집계됐다. 이 가운데 추락사고 사망자는 642명으로 전체의 52.6%를 차지했다. 건설현장 사망자 2명 중 1명 이상이 추락사고로 숨진 셈이다. 전체 건설현장 사망자는 2021년 272명에서 2022년 238명, 2023년 244명, 2024년 209명, 2025년 199명으로 줄었다. 연도별 추..

다자녀 가구 통행료 할인 외면하는 민자고속도로
다자녀 가구 통행료 할인 외면하는 민자고속도로

민간자본이 건설해 운영 중인 '민자고속도로'가 다자녀 가구의 통행료 할인 혜택을 외면하는 것으로 나타났다. 국회 국토교통위원회 더불어민주당 간사인 복기왕 의원(충남 아산시갑)이 국토교통부로부터 받은 자료에 따르면, 올해 7월(세 자녀 이상)과 8월(두 자녀 이하) 다자녀 가구 통행료 할인제도 시행 이후 할인 받은 차량은 모두 89만대로, 금액은 3억 4800만원(대당 391원)으로 조사됐다. 저출생 대책 중 하나인 다자녀 가구 주말·공휴일 10% 통행료 할인은 현재 한국도로공사가 운영하는 재정고속도로만 적용한다. 천안∼논산과 인천공..

실시간 뉴스

지난 기획시리즈

  • 정치

  • 경제

  • 사회

  • 문화

  • 오피니언

  • 사람들

  • 기획연재

포토뉴스

  • ‘한글, 예술이 되다’ ‘한글, 예술이 되다’

  • 대전 한화생명볼파크 3000석 증축 추진 대전 한화생명볼파크 3000석 증축 추진

  • 지상군페스티벌 ‘북적북적’ 지상군페스티벌 ‘북적북적’

  • 러닝 열풍인데 천변길 관리는 ‘미흡’ 러닝 열풍인데 천변길 관리는 ‘미흡’