자석 속 양자 전기 신호, 전류로 조절 성공

한눈에 보기

도호쿠대와 일본원자력연구개발기구 연구진이 특이한 양자 현상인 양자 기하 비선형 홀 상태를 전류로 조절하는 데 처음 성공했어요. 연구진은 전기로 방향을 바꿀 수 있는 키랄 반강자성체 Mn₃Sn 박막을 사용했어요. 이 결과는 양자 기하 효과를 이용한 신호 처리 장치를 만드는 한 가지 방법을 보여 줘요.

핵심만 콕콕

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   연구진은 상온에서 전류의 세제곱에 비례하는 3차 비선형 홀 효과를 관찰했어요.

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   자석 내부의 스핀 구조를 뒤집으면 이 효과도 뒤바뀌어 두 현상이 서로 연결되어 있음을 확인했어요.

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   인접한 중금속 층에 흐르는 전류가 만드는 스핀-궤도 토크로 스핀 구조를 바꿨어요.

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   전류 펄스의 극성을 반대로 주면 신호의 부호가 바뀌어 전기로 상태를 제어할 수 있었어요.

왜 중요할까요?

기존 전자 부품은 전압과 전류가 비례한다는 법칙을 따르는데, 이를 넘어서는 신호를 전기로 조절할 수 있다면 새로운 전자 소자의 가능성이 열리기 때문이에요.