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. [현장] “이런 정체는 처음"… 원촌육교 공사에 출근길 마비
  2. 네거티브 난무 공천 후폭풍도…지방선거 충청 경선 과열
  3. 특성화 인센티브에 D등급 신설까지… 충청권 대학 혁신지원사업 '촉각'
  4. 대전 민주진보교육감 단일화 경선, 성광진 후보 승리 "책임지는 교육감 될 것"
  5. "소방훈련은 서류상 형식적으로" 대전경찰 안전공업 늦은 대피 원인 '정조준'
  1. 혐오가 아니라, 사랑하기 때문입니다
  2. 대전 결혼서비스 비용 평균 2%대 상승... 신혼부부 부담 가중
  3. 대전교도소 신임 김재술 소장 취임…"신뢰하고 존중하는 문화" 강조
  4. 올해 수능 11월 19일 시행… 평가원 "적정 난이도 확보"
  5. 대전둔산경찰서, 요식업체 등 노쇼 피해 예방 추진

헤드라인 뉴스


쌓여가는 대전·충남 미분양… 충남 `악성미분양` 전국 최고

쌓여가는 대전·충남 미분양… 충남 '악성미분양' 전국 최고

대전과 충남에서 미분양 물량이 지속적으로 쌓이고 있는 것으로 나타났다. 특히 충남은 '악성 미분양'으로 불리는 준공 후 미분양 주택도 한 달 새 500세대 이상 늘며 전국에서 가장 높은 증가율을 보였다. 3월 31일 국토교통부가 발표한 '2월 주택통계'에 따르면 전국 미분양 주택은 6만 6208세대로 전월보다 368세대 줄었다. 이는 0.6% 감소한 수치다. 수도권은 1만 7829세대로 52세대(0.3%), 지방은 4만 8379세대로 316세대(0.6%) 각각 줄었다. 충청권을 보면 대전의 미분양 주택은 1751세대로 전월(1549..

대전서 조리 인재 새 무대 열린다... 대한민국 챌린지컵 국제 요리경연대회
대전서 조리 인재 새 무대 열린다... 대한민국 챌린지컵 국제 요리경연대회

대전에서 대한민국 조리 인재들의 새로운 무대가 열린다. 한국음식조리문화협회는 5월 23일부터 24일까지 대전컨벤션센터 제1전시장에서 '2026 대한민국 챌린지컵 국제 요리경연대회'를 진행한다. 이번 대회는 유럽 조리 네트워크인 유럽토크(Euro-Toques)의 공식 승인과 월드마스터 셰프 소사이어티(World Master Chefs Society) 인증을 동시에 획득했다. 국제 기준을 통과한 대회 이력에 그치지 않고, 실질적인 경력으로 인정받을 수 있다는 게 협회의 설명이다. 대회는 유럽 기준의 심사 시스템과 글로벌 마스터셰프 심판..

천변고속화도로 긴급 통제에 교통 대란... 당분간 지속될 듯
천변고속화도로 긴급 통제에 교통 대란... 당분간 지속될 듯

대전시가 천변도시고속화도로 신탄진 방향 원촌육교 주변 긴급 옹벽 공사로, 차량을 전면 통제하면서 출근길 교통대란이 벌어졌다. 갑작스런 전면통제에 주변은 물론 대전시내 일대에서 출퇴근 시민들이 극심한 교통체증에 시달렸으며, 뚜렷한 대책이 없어 공사 기간 1달 간 교통 체증은 지속될 것으로 예상된다. 박민범 대전시 철도건설국장은 3월 31일 시청 기자실에서 간담회를 열고 "대전시는 천변도시고속화도로 원촌육교 일원의 안전 확보를 위해 '보강토 옹벽 긴급 보수보강 공사'에 긴급하게 착수했다"면서 "공사로 인한 통제구간은 한밭대로 진입부 ~..

실시간 뉴스

지난 기획시리즈

  • 정치

  • 경제

  • 사회

  • 문화

  • 오피니언

  • 사람들

  • 기획연재

포토뉴스

  • 대덕구청 재난상황실 도로상황 예의주시 대덕구청 재난상황실 도로상황 예의주시

  • 대전 천변도시고속화도로 긴급 통제에 출근길 대란 대전 천변도시고속화도로 긴급 통제에 출근길 대란

  • 예비후보들 얼굴 알리기 ‘분주’ 예비후보들 얼굴 알리기 ‘분주’

  • 가로수 가지치기 가로수 가지치기