[대학저널 임지연 기자] 최근 울산대학교(총장 오연천) 물리학과 김상훈 교수(제 1저자 및 교신저자)와 고려대 신소재공학과 이경진 교수팀, 일본 교토대 테루오 오노 교수팀을 중심으로 카이스트, 일본 동경대, 미에대, 사우디 카우스트대, 3세대 세계 최대 가속기 연구소인 일본 스프링8(SPring–8) 등이 참여한 공동연구팀이 3년간 국제 연구를 통해 계면에서 발현되는 쟐로신스키-모리야 상호작용의 미세구조적 원리를 실험적으로 명확히 규명했음을 발표했다.
연구진은 우선 코발트/백금 박막의 접합 계면에서 발생하는 쟐로신스키-모리야 상호작용이 강한 온도 의존성을 가짐을 확인했다. 또한 자기이색성분광학(磁氣二色性分光學) 측정을 통해 원자(原子) 쌍극자 모멘트와 궤도 모멘트의 면에 수직한 방향 성분이 강한 온도 의존성을 보임을 확인했다. 이를 통해 각 원자에 존재하는 전자의 분포가 계면에서 수직방향을 중심으로 불균일하다는 것과 그 불균일한 정도가 저온에서 커지는 점을 밝혀냈다.
이번 연구는 저전력·고밀도·초고속의 차세대 스핀트로닉스(Spintronics) 메모리 소자 개발 뿐만 아니라 쟐로신스키-모리야 상호작용과 관련된 신물질 연구에 큰 기여를 할 수 있을 것으로 기대된다.
이번 연구 논문은 지난 25일 세계적인 학술지 ‘네이처’의 자매지인 ‘네이처 커뮤니케이션즈’(Nature Communications) 온라인판에 ‘Correlation of the Dzyaloshinskii-Moriya Interaction with Heisenberg Exchange and Orbital Asphericity’ 제목으로 게재됐다.
[ⓒ 대학저널. 무단전재-재배포 금지]
