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도쿄대학(大學) 물성연구소 등의 공동 연구그룹이 반강자성에 있어 ‘바일 입자(Weyl particles)’의 전기적 제어에 성공하고, 바일 입자가 만드는 거대한 전압 신호를 이용한 비휘발성 메모리의 동작 원리를 실증함. 반강자성체는 스핀의 응답 속도가 강자성체에 비해 빠른 피코 초 수준이기 때문에 메모리 소자에 반강자성체를 이용하면 초고속 정보 처리를 실행할 수 있음. 이 초고속성은 ‘비욘드(Beyond) 5G’에 요구되는 성능이며, 기존에 응용되고 있는 강자성체를 이용한 비휘발성 메모리로는 도달 할 수 없는 영역임. 본 연구에서는 바일 반강자성체 Mn3Sn과 비자성 금속 Pt, W, 구리(Cu)의 다층막으로 구성된 홀 저항 측정용 소자를 실리콘 기판 위에 제작하고 외부 전류에 의한 홀 전압의 변화를 실온에서 측정했으며, 그 결과 Mn3Sn 및 Pt 또는 W를 적층시킨 소자에서 전류에 의한 홀 전압을 반전시키는 데 성공함. 본 연구 성과로 인해 지금까지 관측할 수 없었던 바일 입자의 다이내믹스(역학) 등과 같은 비평균 물리 및 이에 따른 새로운 양자 현상의 연구로 이어질 것으로 기대됨.

본 연구 성과는 ‘Nature’ (“Electrical Manipulation of a Topological Antiferromagnetic State”) 온라인 판에 게재됨.