나노기술 및 정책 정보

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이화학연구소(RIKEN) 창발물성과학연구센터 양자 나노 자성연구팀, 도쿄(東京)대학 물성연구소 등의 공동 연구그룹이 ‘창발 전자장(創発電磁場, emergent electromagnetic field )’이라는 양자 역학적 효과에 의해 발생하는 실효적인 전자기장을 이용한 새로운 인덕터(inductor)의 원리를 실증하는 데 성공함. 연구진은 나선형 자기 구조 등의 비공선(非共線, noncollinear)적 자기 구조가 전류로 구동하면 창발 전장에 의해 인덕턴스(inductance)가 발생할 수 있으며, 이 인덕턴스 값은 기존의 인덕터와는 달리, 소자를 작게함에 따라 증가하는 것을 이론적으로 규명함. 또한 연구진은 이 이론을 입증하기 위해 짧은 주기의 나선 자기 구조를 갖는 물질 Gd3Ru4Al12(Gd: 가돌리늄, Ru: 루테늄, Al: 알루미늄)를 제작하여 인덕턴스를 평가했으며, 그 결과 나선 자기 구조가 전류 구동하면 인덕턴스가 발생한다는 것과, 그 값은 소자를 작게 할수록 증가하는 것을 실험을 통해 규명함. 본 연구는 창발 전자장에 의한 인덕터가 인덕터의 미세화에 적합하다는 것을 시사함. 본 연구 성과는 향후 전기 기기 및 전기 회로 등의 소형화에 필요한 회로 소자의 하나인 인덕터의 미세화를 위한 새로운 원리 구축으로 이어질 것으로 기대됨.

본 연구 성과는 ‘Nature’ (“Emergent electromagnetic induction in a helical-spin magnet”) 지에 게재됨.