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. 5월 7일 '행정수도특별법' 공청회… 22년 한풀이 하나
  2. '세종호수·중앙공원' 명품화 시동… 낮과 밤이 즐겁다
  3. "아쉬운 실책"…한화 이글스, NC 다이노스 3연전 첫 경기 3-7 패배
  4. 개혁신당 세종시당 5월 창당… 지선 제3지대 돌풍 일으킬까
  5. 충남대병원 장기이식센터, 생체 간이식 형관재건 '발돋음'
  1. 송활섭 "미래 교육환경 조성에 최선을 다할 것"
  2. 4차 석유 최고가격제 동결…저렴한 주유소로 몰리는 차량들
  3. 대전고용노동당국, 국민취업지원제도 활성화 힘 모은다
  4. 멀틱스, 국립중앙과학관 찾은 조달청 앞에서 '누리뷰' 시연
  5. 대전교육청 '중증장애인생상품 우선구매' 전국 교육청 1위

헤드라인 뉴스


[영상]빙그레 장종훈 유니폼부터 류현진, 문현빈까지 당신의 유니폼에 담긴 사연은?

[영상]빙그레 장종훈 유니폼부터 류현진, 문현빈까지 당신의 유니폼에 담긴 사연은?

아빠가 물려주신 유니폼이예요~!빙그레 줄무늬 유니폼부터 꿈돌이 유니폼까지 팬들이 입고 오는 각양각색의 유니폼에는 저마다 역사와 스토리가 담겨 있습니다. 최근 한화이글스가 '오렌지 스트라이프 레트로 컬렉션'을 선보이면서 팬들에게 추억을 선사하고 있는데요 최신 신상 유니폼부터 전통의 빙그레 유니폼까지 한화 팬들이 경기장에 입고 오는 유니폼들과 각자 담긴 사연을 모아 봤습니다.금상진 기자당신의 이글스는 몇 년도 있가요? (유튜브 갈무리)

정부 4차 유가 동결에도 대전 휘발유 3년9개월만에 2000원 돌파
정부 4차 유가 동결에도 대전 휘발유 3년9개월만에 2000원 돌파

대전지역 휘발유 평균 판매가격이 3년 9개월 만에 리터당 2000원을 돌파했다. 정부가 한 달가량 석유 최고가격제를 통해 가격을 통제해 왔지만, 운전자들이 체감하는 주유소 판매가격은 연일 오르는 모양새다. 26일 한국석유공사 유가정보시스템 오피넷에 따르면, 이날 오전 10시 기준 대전지역 휘발유 리터당 평균 판매가격은 2000.96원, 경유는 1995.05원으로 각각 전날보다 0.26원, 0.33원 오른 것으로 집계됐다. 앞서 정부는 24일 0시를 기해 4차 석유 최고가격을 2·3차와 동일한 휘발유 1934원, 경유 1923원으로..

‘흥행 신기록의 중심’…한화 이글스, KBO 인기 중심에 ’우뚝‘
‘흥행 신기록의 중심’…한화 이글스, KBO 인기 중심에 ’우뚝‘

프로야구 한화 이글스가 홈 팬들의 뜨거운 응원 열기에 힘입어 KBO 리그 흥행을 견인하고 있다. 한화는 10개 구단 중 유일하게 좌석 점유율 100%를 달성하면서, 프로야구 역대 최소 경기 200만 관중 돌파의 중심에 섰다. 26일 KBO에 따르면 2026 신한 SOL KBO 리그는 올해 역대 최소 경기인 117경기 만에 200만 관중을 돌파했다. 이달 10일 100만 관중을 돌파한 지 단 15일 만에 세운 대기록이다. 25일 열린 대전, 잠실, 문학, 광주, 고척 경기에 총 9만 9905명이 입장했으며, 누적 관중은 209만 44..

실시간 뉴스

지난 기획시리즈

  • 정치

  • 경제

  • 사회

  • 문화

  • 오피니언

  • 사람들

  • 기획연재

포토뉴스

  • 4차 석유 최고가격제 동결…저렴한 주유소로 몰리는 차량들 4차 석유 최고가격제 동결…저렴한 주유소로 몰리는 차량들

  • 꽃밭에서 펼치는 투표참여 캠페인 꽃밭에서 펼치는 투표참여 캠페인

  • ‘장애·비장애 경계 허물고’ ‘장애·비장애 경계 허물고’

  • ‘에너지 절약 동참해주세요’ ‘에너지 절약 동참해주세요’