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토호쿠(東北)대학 금속재료연구소 등의 연구팀이 자성 바일(weyl) 반금속 Co3Sn2S2 박막의 막 두께를 정밀하게 제어함으로써 자성 바일 반금속 상태에서 표면 전도의 발현을 최초로 포착함과 동시에 그 금속의 성질을 규명함.

연구팀은 두께 20nm 이상의 시료에서 자성 바일 반금속의 특징을 갖는다는 것을 확인한 바 있으며, 본 연구를 통해 그 시료를 대상으로 시트 전도도(단위 면적당 전도도)를 상세하게 평가함. 약 180K의 자기 전이 온도 이상의 상자성 상태에서는 시트 전도도는 두께와 비례 관계에 있으며(옴의 법칙), 박막 시료 내부의 전도 성분만을 고려하여 설명할 수 있었으나, 자기 전이 온도 이하에서 강자성 바일 반금속 상태가 되면, 시트 전도도가 급격히 증가하여 두께 0nm에 대응하는 시트 전도도에 유한적인 절편(切片) 성분이 나타남.

이는 두께에 비례하는 시료 내부의 전도 성분 이외에, 강자성 상태가 되면 막 두께에 의존하지 않는 전도 성분이 출현하는 것을 의미함. 또한, 연구진은 이 막 두께에 의존하지 않는 전도 성분이 온도 저하에 따라 증가한다는 것, 즉 금속적 온도 의존성을 나타내는 것을 규명함으로써 자성 바일 반금속 표면 전도라고 결론지음.

본 연구 성과는 Communications Physics(Two-dimensionality of metallic surface conduction in Co3Sn2S2 thin films)에 게재됨.