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. '금융위·개보위' 때늦은 세종 이전설… 행정수도 남은 퍼즐은
  2. 과천 경마공원 부분 개발… 시민과 노동계 강력 반발
  3. "사방이 막힌다", 서산 석림6통 주민들, 40년 생활도로 통행권 대책 호소
  4. 대전시 노후계획도시 정비 주민 상담 지원…20일 2차 컨설팅
  5. 천안시 사회복지행정연구회, 11년째 따뜻한 마음 전해
  1. 막바지 피서객 몰린 계룡산 계곡
  2. 천안교육지원청, 을지연습 국민참여 안보퀴즈 이벤트 운영
  3. [홍석환의 3분 경영] 출근하는 사람에게
  4. 천안시, K-컬처박람회 안전관리계획 심의…인파·기상 대책 점검
  5. 여름철 복합 기상 재해 대응… 농작물 피해 최소화 총력

헤드라인 뉴스


주택공급 속도전… 총리 최우선 과제로 관리한다

주택공급 속도전… 총리 최우선 과제로 관리한다

한성숙 국무총리가 주택공급을 정부의 최우선 과제로 놓고 속도전에 나섰다. 그는 지난 14일 1차 범부처 주택 신속공급 점검회의를 주재하고, 주택 신속 공급 방안의 후속조치에 본격 착수했다. 이번 회의는 전날 합동 발표된 공급 대책의 이행력을 높이기 위해 마련됐다. 한성숙 국무총리는 "국민의 기대에 부응하기 위해서는 신속한 공급이 무엇보다 중요하며, 관련 대책이 예정된 일정에 따라 차질 없이 이행되도록 꼼꼼히 관리해야 한다"라며 실행과 속도의 중요성을 거듭 역설했다. 이어 그는 "주택공급을 총리의 최우선 과제로 두고, 매주 공사현장을..

건설경기 침체 속 PF 대출 연체율 10여년 만에 `최고치`
건설경기 침체 속 PF 대출 연체율 10여년 만에 '최고치'

건설 경기 침체 속에 금융권 부동산 프로젝트파이낸싱(PF) 대출 연체율이 10여 년 만에 가장 높은 수준으로 치솟았다. PF 대출 잔액과 전체 위험노출(익스포저)은 계속 줄고 있지만 올해 들어 연체율과 일부 건전성 지표가 크게 악화하고, 부실 사업장 정리·재구조화 실적도 감소한 것으로 나타났다. 17일 국회 정무위원회 소속 국민의힘 박성훈 의원이 금융감독원에서 제출받은 자료에 따르면, 올해 1분기 말 금융권 전체 PF 대출 연체율은 4.65%로 집계됐다. 2025년 말 3.88%보다 0.77%포인트 상승한 것으로, 2016년 3분기..

대전 선도지구 선정 단지 거래량은?
대전 선도지구 선정 단지 거래량은?

대전 노후계획도시 정비 선도지구 선정 이후 선정 단지의 거래가 비교적 원활한 것으로 확인됐다. 다만 등록 매물은 점차 줄어들면서 향후 거래량은 감소할 것으로 전망된다. 17일 국토부 실거래가 공개 시스템에 따르면, 선도지구 선정 이후인 7월 17일부터~8월 17일 한 달간 선정 단지 거래는 19건으로 집계됐다. 먼저 둔산 13구역 크로바아파트 거래는 3건이다. 전용면적 114㎡ 2건, 134.9㎡ 1건으로, 1층 등 저층임에도 16억 원~17억 6000만 원에 거래됐다. 선도지구 발표 전인 6월 1일부터 7월 1일까지 거래량 2건과..

실시간 뉴스

지난 기획시리즈

  • 정치

  • 경제

  • 사회

  • 문화

  • 오피니언

  • 사람들

  • 기획연재

포토뉴스

  • 막바지 피서객 몰린 계룡산 계곡 막바지 피서객 몰린 계룡산 계곡

  • 백중사리 기간에 침수된 보령시 오천항 일대 백중사리 기간에 침수된 보령시 오천항 일대

  • ‘자동차 불법 튜닝 안됩니다’ ‘자동차 불법 튜닝 안됩니다’

  • 대전시-더불어민주당 대전시당 당정협의회 대전시-더불어민주당 대전시당 당정협의회