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. 대전 서구 중학교서 1학년 학생 3층서 추락… 병원 이송
  2. '아산페이'구매, 보유 한도 개편
  3. 충남대·공주대 통합, 최종 절차 본격화
  4. 대전시체육회 사무처장 인선에 또 ‘정치권 외풍’ 우려
  5. 충청권 광역철도·국도32호선 대체우회도로 건설 '고비 넘었다'
  1. 충남경찰 중 실종 전담인력 17명뿐… “경찰 인력 확충·지자체 공조 필요”
  2. 채혈부터 블랙박스까지… 경찰 증거수집 절차 잇단 제동
  3. ‘안전한 우리동네 자율방재단이 지킨다’
  4. 한국노인종합복지관협회, 자문단 출범
  5. 수시 직전 9월 모평 졸업생 등 11만명 몰려… ‘N수생·사탐런’ 주목

헤드라인 뉴스


이대통령 "강력한 국토균형발전 정책 추진돼야“

이대통령 "강력한 국토균형발전 정책 추진돼야“

이재명 대통령은 26일 "무엇보다 강력한 균형발전, 국토균형발전 정책이 추진돼야 한다"고 강조했다. 올해 7월 민선 9기 지방정부 출범 후 처음 열린 '중앙지방협력회의'에서다. 이 대통령은 이날 오후 청와대에서 주재한 제10회 중앙지방협력회의 모두 발언을 통해 "본격적인 민선 지방자치가 시작된 지 올해 31주년이 됐다. 그간 우리의 지방자치는 양적으로, 또 질적으로 몰라볼 정도로 크게 성장했다"며 이같이 말했다. 이어 "지방정부의 역량과 또 역할이 꾸준히 강화돼왔고, 지방행정과 입법, 예산 등에 대한 주민들의 참여 또한 확대돼왔다"..

충청 지역민 "경기 상황 어둡다"... 필수 지출 제외 지갑 닫나
충청 지역민 "경기 상황 어둡다"... 필수 지출 제외 지갑 닫나

대전·세종·충남 지역민들이 현재 경제 상황을 암울하게 바라보고 있는 것으로 나타났다. 현재 경기판단과 향후 경기전망 지수가 나란히 하락하면서 내수 침체가 이어질 것으로 내다보고 있는 것인데, 경기 침체기에 가장 먼저 줄이는 의류·문화비 등의 지출 전망도 낮아졌다. 26일 한국은행 대전세종충남본부가 발표한 '지역 소비자동향조사' 보고서에 따르면 8월 대전·세종·충남 소비자심리지수는 105.6으로, 7월(105.3)보다 0.3포인트 오르는 데 그쳤다. 이번 조사는 8월 7일부터 14일까지 대전·세종·충남 572가구를 대상으로 조사한 결..

충청권 광역철도·국도32호선 대체우회도로 건설 `고비 넘었다`
충청권 광역철도·국도32호선 대체우회도로 건설 '고비 넘었다'

'충청권 광역철도 1단계 사업'과 충남 '국도 32호선 대체우회도로 건설사업'이 탄력을 받게 됐다. 까다롭다는 기획예산처의 심의와 심사를 통과하면서다. 더불어민주당 박용갑 의원(대전 중구)이 26일 제공한 자료에 따르면, 충청권 광역철도 1단계 사업(계룡~신탄진)이 기획예산처 재정투자평가위원회 심의를 통과했다. 이 사업은 충남 계룡시 두마면 계룡역∼대전 대덕구 석봉동 신탄진역 35.4km 구간을 연결하는 광역철도망 구축 사업으로, 2011년 제2차 국가철도망 구축계획에 반영돼 2023년부터 공사를 추진해왔다. 하지만 공사 과정에서..

실시간 뉴스

지난 기획시리즈

  • 정치

  • 경제

  • 사회

  • 문화

  • 오피니언

  • 사람들

  • 기획연재

포토뉴스

  • 배롱나무와 유회당 배롱나무와 유회당

  • 벌 쏘임 7~9월 집중…‘벌집 발견 시 119에 신고하세요’ 벌 쏘임 7~9월 집중…‘벌집 발견 시 119에 신고하세요’

  • ‘여러분의 새 출발을 응원합니다’ ‘여러분의 새 출발을 응원합니다’

  • ‘안전한 우리동네 자율방재단이 지킨다’ ‘안전한 우리동네 자율방재단이 지킨다’