나노기술 및 정책 정보

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보스톤 대학교(Boston College) 연구팀이 크롬 할라이드에서 비자성 원자를 조작함으로써 이 물질의 자기 특성을 조정할 수 있다고 밝힘. 직관에 반대적인 것처럼 보이는 이 방법은 간접 상호 교환 작용으로 알려진 메커니즘을 기반으로 함. 연구팀은 리간드로 알려진 비자성 원자를 통해 두 자기 원자 사이에 간접 상호 교환 작용이 매개되어 리간드 원자의 구성을 변경하면 모든 자기 특성을 쉽게 조정할 수 있었음. 연구팀의 발견은 자기 특성에 대한 유례없는 수준의 제어로 합성층 자석을 만드는 새로운 접근법을 보여줌. 자성 재료는 모바일 장치의 자기 메모리와 같은 최신 기술의 중추임. 일반적으로 재료의 자기 원자를 수정하여 자기 특성을 조정하여 왔음. 예를 들어, 크롬과 같은 하나의 자기 요소는 철과 같은 다른 하나의 요소로 대체 ​​될 수 있음. 그러나 연구팀은 무기 자성 물질, 1 개의 크롬 원자와 3 개의 할로겐 원자(염소, 브롬 및 요오드로 구성됨)로 이루어진 크롬 할라이드의 자기 특성을 실험적으로 제어하는 ​​방법을 연구했음. 핵심적인 연구 결과로는 리간드 스핀 궤도 커플링으로 알려진 특수한 상호 작용을 사용하여 층상 물질에서 자기 상호 교환 작용을 제어하는 ​​방법을 보여줌. 스핀 궤도 커플링은 원자 주위의 전자 궤도 운동과 함께 스핀의 방향(전자의 작은 자석)을 재배향하는 원자의 특성임.

본 연구 성과는 ‘Science Advances’ ("Accessing new magnetic regimes by tuning the ligand spin-orbit coupling in van der Waals magnets") 지에 게재됨.