나노기술 및 정책 정보

• 목록

도쿄(東京)공업대학 물리원 물리학계, 스위스 취리히공과대학(ETH)의 국제 공동 연구그룹이 광 펄스를 이용한 반강자성체에 있어 특유의 효율적 스핀 여기(励起) 방법을 발견함. 스핀트로닉스 디바이스의 고속화에 있어, 자화(磁化) 반전 속도 및 자벽(磁壁) 이동 속도는 스핀의 댐핑(damping)에 크게 의존함. 지금까지 스핀의 댐핑은 스핀 여기 후 완화 과정에 대해서만 집중적으로 연구가 이루어졌으며 순간적 스핀 여기 중의 댐핑 토크(torque)에 대한 연구는 부족했음. 반강자성체의 스핀 세차(歲差運動)운동은 타원률이 높은 타원 운동을 보임. 때문에 타원 궤도의 짧은 축 방향으로 스핀을 여기함으로써 세차운동의 진폭을 더욱 증가시킬 수 있게 됨. 연구진은‘펨토초 원편광 펄스’이용하여 반강자성체 스핀을 순간적으로 여기시키고, 여기의 댐핑 토크를 이용하여 스핀을 짧은 축 방향으로 기울이는 데 성공함. 본 연구 성과로 인해 반강자성 스핀트로닉스에 있어 효율적으로 스핀을 초고속 제어하는 방법이 제시되었으며, 반강자성체의 초고속 세차 스위칭으로 이어질 것으로 기대됨.

본 연구 성과는 ‘Nature Communications’ (“Efficient spin excitation via ultrafast damping-like torques in antiferromagnets”) 지에 게재됨.