나노기술 및 정책 정보

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● 이영희 연구단장(기초과학연구원) 및 김필립 교수(미국 하버드대), 주민규 교수(숙명여대) 공동 연구팀은 상온에서 자성을 유지하는 2차원 강자성 소재를 개발하고, 이를 토대로 전압에 따라 스핀 정렬을 바꾸는 스핀 스위칭 소자를 구현

● 연구팀은 선행 연구에서 2차원 반도체 물질인 텅스텐이셀레늄화합물(WSe2)에 자성을 가진 불순물인 바나듐 원자(V)를 주입하여 상온에서 강자성을 나타내는 2차원 자성 반도체 소재를 개발했으며, 본 연구에서 이 물질을 전압에 따라 스핀 방향을 바꿀 수 있는 스핀 스위칭 소자로 구현

● 연구팀은 텅스텐이셀레늄화합물에 농도 0.1%의 바나듐을 주입했을 때 시간에 따라 규칙적으로 지속되는 스핀 임의전신잡음(RTN) 신호가 발생함을 발견하고, 해당 2차원 자성반도체 물질 위아래에 그래핀 전극을 붙여 역발상으로 임의전신잡음 크기를 극대화

● 본 연구 성과는 자성반도체의 스핀 임의전신잡음을 학계에 처음 보고하고 이 신호를 스위칭 소자로 활용한 첫 번째 사례로서, 2차원 자성반도체 소재를 상온 스핀트로닉스의 핵심 소자로 응용할 수 있는 가능성을 열 것으로 기대

Nature Electronics (2023.08.10.), Electrically tunable magnetic fluctuations in multilayered vanadium-doped tungsten diselenide