나노기술 및 정책 정보

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이화학연구소(RIKEN), 물질·재료연구소(NIMS) 등 공동연구팀이 지금까지의 정설을 뒤집는 미세한 자기 소용돌이(자기 스커미온)를 형성하는 새로운 자성 재료를 개발하는 데 성공함. 기존의 스커미온 물질은 ‘공간 반전 대칭성이 깨져 있는’ 상태를 가진 자성체여야만 했음. 연구팀은 ‘자기 프러스트레이션(magnetic frustration)’에 착안, Gd₂PdSi₃(Gd : 갈륨, Pd : 팔라듐, Si : 실리콘)의 결정 구조는 공간 반전 대칭이 있는 반면, 자성 원자인 Gd는 삼각 격자 모양으로 늘어선 상태인 것에 주목함. 상세한 전기 전도 특성 측정 및 스핀 구조의 분석 결과, 본 물질 중에는 수 나노미터 크기의 자기 소용돌이가 존재하고 있으며, ‘토폴로지컬 홀 효과’가 기존 스커미온 물질보다 몇 배나 크게 발현하는 것을 확인함. 본 연구 성과는 차세대 정보 저장 매체로의 응용 및 스커미온 재료의 설계 지침 쇄신을 통해 고집적화·고감도화를 가능하게 하는 스핀트로닉스 디바이스로 응용될 것으로 기대됨. 본 연구 성과는 ‘Science’ 지에 게재됨