나노기술 및 정책 정보

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· 도쿄(東京)대학 대학원 공학계연구과, 토호쿠(東北)대학 전기통신연구소의 공동 연구그룹이 인듐비소(InAs) 반도체 결정 중에 철(Fe) 원자를 거의 1개의 원자 단층으로 이루어진 평면 내에서 ‘FeAs-InAs 단결정 초격자 구조’를 세계 최초로 제작 

· 연구진은 저온 분자선 에피택시(epitaxy) 결정 성장법을 이용함으로써 InAs 중에 일정한 간격으로 모재(母材)의 결정 구조(섬아연광형)를 유지하면서 FeAs 단원자층을 포함하는 초격자 구조를 제작

· 연구진은 본 구조를 통해 Fe-As 결합이 매우 고밀도로 분포되기 때문에 초격자 구조 전체가 강자성 상태가 되어 모든 Fe 원자가 최대에 가까운 5μB(보어마그네톤)의 큰 자기 모멘트를 갖는 것을 규명

· FeAs 원자층의 간격을 짧게 하면 강자성 전이 온도가 급증하는 초격자 구조의 전기 저항이 자장에 의해 500%까지 변화하는 거대 자기 저항 효과가 발현되는 것과 그 자기 저항 효과를 게이트 전압으로 제어할 수 있음을 확인

· 제작된 FeAs/InAs 강자성 초격자 구조는 실온에서 실용적인 스핀트로닉스 디바이스 개발을 위한 기능재료로 유명하며, 향후 고감도 자기 센서, 저전력 트랜지스터 등 차세대 전자 디바이스의 기능재료 실현에 이바지할 것으로 기대

※ Nature Communications 게재, Ferromagnetism and giant magnetoresistance in zinc-blende FeAs monolayers embedded in semiconductor structures