자성의 새로운 단계 '알터마그네티즘' 실증 규명
원제 SLAC researchers find proof of altermagnetism, a new magnetic phase
101 포인트댓글 13
Key Point
강자성과 반자성의 장점을 모두 갖는 새로운 자성 재료의 발견으로, 전자기기의 전력 효율과 데이터 처리 속도를 획기적으로 개선할 차세대 스핀트로닉스의 기반이 마련되었다.
핵심 요약
- SLAC 연구팀이 강자성과 반자성을 모두 갖는 제3의 자성 현상인 '알터마그네티즘(altermagnetism)'을 실험적으로 규명하고 Science 저널에 발표했다.
- 강자성은 모든 전자 스핀이 한 방향(상-상-상)을 가리키고 관측 가능한 자기장을 만드는 반면, 반자성은 교대로 배열된 스핀(상-하-상-하)이 상쇄되어 자기 효과가 없다.
- 알터마그네티즘은 반자성처럼 교대로 배열된 스핀을 가지지만, 상향 스핀을 둘러싼 결정 격자가 하향 스핀 격자와 회전되어 있다는 차별성이 있다.
- 연구팀은 텔루라화망간(MnTe)이 알터마그넷 재료임을 보이기 위해 프랑스의 유럽 싱크로트론 방사광 시설에서 원형 편광된 X선을 사용해 카이럴성(손잡이성) 신호를 감지했다.
- 카이럴 신호는 재료가 좌원형과 우원형 X선에 다르게 반응한다는 뜻이며, 이는 일반적인 반자성 재료에서는 나타날 수 없는 특성이다.
- 실험은 2024년에 완료되고 2025년 초에 재현되어 결과가 확인되었다.
- 알터마그넷은 강자성과 달리 영구 자석의 간섭에 영향을 받지 않으면서도, 반자성과 달리 스핀 극성 전류를 생성하는 능력을 갖춘다.
- 이 특성으로 알터마그넷은 스핀트로닉스 기술에 혁신을 가져올 수 있으며, 양자 기술, 메모리 장치, 데이터센터 등에 응용 가능하다.
- 향후 연구는 빛과 전기를 통해 알터마그네틱 상태를 제어하고 영향을 미치는 방법을 탐색할 예정이다.