포스텍-서울대, 위상 자성 반도체의 스핀물성 원리 규명

포스텍(POSTECH)은 김준성 물리학과 교수(기초과학토토 바카라원 원자제어 저차원 전자계 토토 바카라단)와 김기훈 서울대 물리학과 교수 공동토토 바카라팀이 위상학적으로 특이한 전자상태를 이용해 자성 반도체의 스핀 물성을 조절하는 새로운 원리를 제시했다고 3일 밝혔다.

위상 자성 반도체는 위상학적으로 특이한 전자상태, 즉 위상 전자 상태를 가지면서 동시에 자성을 띠는 새로운 반도체 물질이다. 위상 전자 상태가 없는 기존 자성 반도체와 다른 특이한 전자기적 물성을 나타내 향후 스핀트로닉 분야를 이끌 소재로 주목받고 있다. 하지만, 위상 자성 반도체 후보 물질이 매우 드물어 토토 바카라가 부족하다. 

     

왼쪽부터 김준성 포스텍 교수, 권창일 토토 바카라원, 레스타 아궁 수실로 토토 바카라원, 김기훈 서울대 교수, 이윤한 서울대 토토 바카라원 

김준성 교수 토토 바카라팀은 이러한 위상 자성 반도체의 전기적 특성을 조사하는 토토 바카라를 이어오고 있다. 2021년 위성 자성 반도체인 망간 실리콘 텔루라이드 화합물의 전기 저항이 스핀 방향에 따라 최대 10억배까지 바뀌는 현상을 학계에 보고한 바 있다. 이번 토토 바카라에서는 이 물질에 외부 압력을 걸어 위상 전자 상태를 체계적으로 조절하고 반도체-금속 상전이를 유도하는 실험을 진행했다.

실험 결과, 반도체-금속 상전이 과정에서 이상홀 효과가 급격하게 커지는 등 물질의 전기전도 특성이 변화했으며, 동시에 스핀 정렬 방향이 평면 방향에서 수직 방향으로 급격하게 바뀌는 스핀 재정렬 전이가 발생했다. 위상학적인 전자상태의 강한 스핀-궤도 결합이 스핀 정렬 상태에 영향을 미쳐 물질의 자성을 변화시킨 것이다. 이처럼 압력을 이용해 자성 반도체의 위상 전자 상태를 조절하고, 독특한 스핀 물성 변화를 관측한 것은 이번이 처음이다.

김준성 교수는 “위성 자성 반도체의 위상학적 전자상태와 전자기적 물성 간의 관계를 이해하고, 이를 스핀트로닉 기술에 활용하는 데 이번 토토 바카라가 중요한 발판이 될 것으로 기대한다”고 말했다. 

과학기술정보통신부 중견토토 바카라사업과 우수토토 바카라자교류지원사업 기초과학토토 바카라원 등 지원을 받아 수행된 이번 토토 바카라는 최근 국제 학술지인 '네이처 커뮤니케이션즈' 온라인판에 게재됐다.