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이화학연구소(RIKEN) 창발물성과학연구센터 (CEMS) 양자나노자성연구팀, 도쿄대학(東京大學) 물성연구소 등의 국제 공동 연구그룹이 고체 표면을 따라 전파되는 음파가 자석의 박막을 통과할 때, 한쪽에서 입사(入射)할 경우 자석에 전혀 흡수되지 않고 전파되는 것을 발견함. 연구진은 ‘레일리 파(Rayleigh wave)’라 불리는 고체 표면을 따라 전해지는 음파가 표면에 부착된 자석의 박막을 통과할 때 자석의 어느 한쪽으로부터 입사하는 경우와 반대측으로부터 입사하는 경우 자석의 흡수량이 크게 다르다는 것을 발견함. 이러한 자석에 의한 레일리 파의 ‘정류효과(整流効果, valve effect)’는 예전부터 알려져 있었지만, 흡수량의 차이가 작고 자석의 막이 얇을수록 약해진다고 여겨졌음. 이번 실험에서는 1.6nm의 극박막 자석에서 특정 방향으로 입사된 파에 대해 흡수가 완전히 제로가 되는 100%의 정류효과를 확인함. 본 연구 성과는 표면 음파를 이용한 정보 처리를 비롯, 절연체에서의 열 운반체인 음파 제어를 통한 폐열의 효율적 이용을 위한 음향 정류 장치 개발에 기여할 것으로 기대됨.

본 연구 성과는 ‘Science Advances’ (“Nonreciprocal surface acoustic wave propagation via magneto-rotation coupling”) 지에 게재됨.