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KAIST 물리학과 심흥선 교수 연구팀(응집상 양자 결맞음 선도연구센터)이 금속과 반도체 안에서 불순물의 자성을 양자역학적으로 가리는 스핀 구름 존재를 규명하는 데 성공함. 도체나 반도체 내 잉여 전하는 주위 자유 전자들의 전하 구름에 의해 가려짐. 이와는 근본적으로 원리가 다르지만, 도체나 반도체 내 불순물이 스핀을 가질 때, 이 스핀은 주위 자유 전자들에 의해 생성된 스핀 구름에 의해 가려진다고 알려져 있었음. '콘도 효과 (Kondo effect)'라고 불리는 이 현상은 충분히 낮은 온도에서 발현되는 양자역학적 현상으로 대표적 자성 현상임. '콘도 효과'의 여러 특성들은 대부분 규명됐으나 스핀 구름의 존재가 입증되지 않은 채 남아있었음. 지난 50년 동안 다양한 시도들이 꾸준히 있었으나 스핀 구름은 발견되지 않았고, 이에 따라 스핀 구름이 실제로 존재하는 것인가에 대한 논쟁이 있었음. 스핀 구름이 다양한 자성 현상에서 중요한 역할을 할 것으로 예측됐기 때문에, 스핀 구름을 발견하고 제어하는 것은 관련 학계에서 성배를 찾는 것과 같은 정도의 중요성으로 비유돼 왔음. 본 연구 성과는 ‘Nature’ (“Observation of the Kondo screening cloud”)지에 게재됨.