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. [날씨] 25일까지 낮 기온 30도 안팎…26일부터 많은 비
  2. 인플레이션 우려 확산…주담대 금리도 고공행진
  3. "검은 연기 뒤덮은 서산"… 크레아 공장 대형화재, 11시간 사투 끝 진화
  4. 한국소비자원 "중고 스마트폰 온라인 쇼핑몰 환불 주의하세요"
  5. [주말 사건 사고] 서산 공장 화재로 소방대원 2명 부상, 직원 6명 대피
  1. 김태흠 선거벽보 누락… 충남선관위, 사과 및 재발방지 약속
  2. 대전 방문한 박근혜 전 대통령! '손가락 2번 포즈' 요청에 보인 반응은?
  3. 원자력발전소 연료 만드는 대전공장…환경방사선 안정·기술수출까지
  4. 야구인 만난 허태정 후보, 박근혜 전 대통령 만난 이장우 후보
  5. 올 여름 충청권 평년보다 무덥고 비도 많이 내린다

헤드라인 뉴스


충청권 유권자 481만명… ‘캐스팅보트’ 영향력 커지나

충청권 유권자 481만명… ‘캐스팅보트’ 영향력 커지나

6·3 지방선거에서 충청권 유권자 수가 처음으로 480만 명을 넘어서며 높아진 지역 위상을 실감케 했다. 특히 대전·세종·충남·충북을 합친 충청권 유권자는 호남권보다 55만 명 이상 많은 것으로 집계돼, 전국 선거 구도에서 금강벨트 표심 영향력이 커지고 있다. 여야 모두 충청 표심 확보에 총력전을 펼치는 이유 가운데 하나가 바로 이 때문으로 분석된다. 25일 중앙선거관리위원회에 따르면 최근 확정한 제9회 전국동시지방선거 선거인명부에 따르면 이번 지방선거 전체 유권자 수는 4464만 9908명이다. 이는 2022년 제8회 지방선거보다..

`200승` 류현진 앞세운 한화… 연승 타고 상위권 도전
'200승' 류현진 앞세운 한화… 연승 타고 상위권 도전

올 시즌 초반 리그 하위권 추락 위기에 놓였던 한화 이글스가 최근 연승 행진을 이어가며 상승세를 타고 있다. 특히 류현진은 24일 두산 베어스와의 경기에서 한국인 선수 최초로 한미 통산 200승이라는 위업을 달성했다. 한국인 투수가 프로 무대에서 200승을 기록한 것은 송진우(210승)에 이어 역대 두 번째다. 25일 KBO에 따르면 한화는 이날 기준 47경기에서 23승 24패, 승률 0.489의 성적으로 리그 5위에 올라 있다. 이달 초까지만 해도 불안정한 중심 타선과 불펜진의 부진으로 최하위권에 머물렀던 한화는 최근 경기력을 회..

대전 휘발유값 4주만에 리터당 2000원 밑으로… 세종·충남은 2000원대 유지
대전 휘발유값 4주만에 리터당 2000원 밑으로… 세종·충남은 2000원대 유지

대전지역 휘발유 평균 판매가격이 4주 만에 리터당 2000원 밑으로 떨어졌다. 반면, 세종과 충남은 여전히 2000원대를 유지하면서 지역별 가격 차를 보였다. 25일 한국석유공사 유가정보시스템 오피넷에 따르면 5월 셋째 주(17~21일) 대전의 휘발유 주간 평균 판매가격은 리터당 1999.69원으로 집계됐다. 같은 기간 세종은 2008.01원, 충남은 2015.27원을 기록했다. 대전과 세종의 가격 차는 리터당 8.32원, 대전과 충남의 격차는 15.58원이다. 대전의 휘발유 평균 판매가격은 4월 넷째 주 리터당 1998.42원을..

실시간 뉴스

지난 기획시리즈

  • 정치

  • 경제

  • 사회

  • 문화

  • 오피니언

  • 사람들

  • 기획연재

포토뉴스

  • 야구인 만난 허태정 후보, 박근혜 전 대통령 만난 이장우 후보 야구인 만난 허태정 후보, 박근혜 전 대통령 만난 이장우 후보

  • 가정마다 배달된 선거공보물 가정마다 배달된 선거공보물

  • 대전지역 후보들 지원유세 나선 박근혜 전 대통령 대전지역 후보들 지원유세 나선 박근혜 전 대통령

  • 부처님 오신 날 분위기 고조시키는 봉축탑 부처님 오신 날 분위기 고조시키는 봉축탑