반강자성체서 빛 유도 양자간섭 현상 발견…"반도체 응용 기대" 작성일 04-20 130 목록 <div id="layerTranslateNotice" style="display:none;"></div> <strong class="summary_view" data-translation="true">연세대 김재훈 교수·IBS 박병철 팀리더, 네이처 커뮤니케이션스 발표</strong> <div class="article_view" data-translation-body="true" data-tiara-layer="article_body" data-tiara-action-name="본문이미지확대_클릭"> <section dmcf-sid="QJzAQ7KGGA"> <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="8f5e04cffe2d8793ee5f849dfa9868e3ccbd744cbe3fa06aad3200d9be082b4f" dmcf-pid="xiqcxz9H5j" dmcf-ptype="figure"> <p class="link_figure"><img alt="김재훈 연세대 교수(왼쪽부터)·박병철 IBS 팀리더·심경익 연세대 연구교수 [김재훈 교수팀 제공. 재판매 및 DB 금지]" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202504/20/yonhap/20250420070041698zxls.jpg" data-org-width="794" dmcf-mid="PIWPUyXDZc" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img3.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202504/20/yonhap/20250420070041698zxls.jpg" width="658"></p> <figcaption class="txt_caption default_figure"> 김재훈 연세대 교수(왼쪽부터)·박병철 IBS 팀리더·심경익 연세대 연구교수 [김재훈 교수팀 제공. 재판매 및 DB 금지] </figcaption> </figure> <p contents-hash="43e62748f7438eb1fc5efbf98e9204802050891342e4dc978d97d4be444c83a4" dmcf-pid="yZDuyEsdZN" dmcf-ptype="general">(서울=연합뉴스) 조승한 기자 = 국내 연구팀이 빛으로 자성반도체 물질의 특성을 바꿀 수 있는 양자역학적 현상을 발견했다.</p> <p contents-hash="d84f2e5e5fae44f66f0dc2840838ce16403d82ad432e6bf5cb8b26c61e77f6e0" dmcf-pid="W5w7WDOJta" dmcf-ptype="general">빛 변화로 물질의 특성을 설계할 수 있는 이론적 실마리를 마련해 새로운 반도체나 자기광소자 개발 등에 응용할 수 있다는 기대가 나온다.</p> <p contents-hash="0673ffe26ad3e88b00e0b2f7039302cd5807a971c838a3ed14071f040557a2ac" dmcf-pid="Y1rzYwIi1g" dmcf-ptype="general">김재훈 연세대 물리학과 교수와 박병철 기초과학연구원(IBS) 이차원 양자 헤테로구조체 연구단 팀리더 공동연구팀은 2차원 물질인 삼황화린철(FePS₃)에서 빛에 의해 일어나는 양자간섭이 '자발적 대칭성 붕괴'의 기원이 되는 것을 밝혀냈다고 20일 밝혔다.</p> <p contents-hash="2593a2415d31ac606eda7f22f916a1f27b380fe7f7c8e5425f409519f3f3b49d" dmcf-pid="G3ObXslo1o" dmcf-ptype="general">자발적 대칭성 붕괴는 이론적으로는 대칭성이 있지만 현실에서는 대칭성이 깨지며 질량이나 자성 같은 물리 시스템에서 발생하는 특성을 만드는 현상이다.</p> <p contents-hash="bcb7c6c42bf9cc2c04e9f3291f4119ed8ecb7526b5d36160773f885401e2bfad" dmcf-pid="H0IKZOSgXL" dmcf-ptype="general">우주 기본 입자들에 질량을 부여하는 핵심 이론인 '힉스 메커니즘' 주요 개념 중 하나기도 하며, 고체물리 분야에서는 자성이 없던 금속이 특정 온도에서 자성을 띠는 것처럼 물질이 특정 위상을 스스로 선택하는 다양한 상전이를 설명할 수 있는 개념이기도 하다.</p> <p contents-hash="56ade8f77e6f01e32454999d4c715e9732f4f0913acd716bc154191d80c584ad" dmcf-pid="XpC95Iva5n" dmcf-ptype="general">연구팀은 특정 온도 이하에서 자성 스핀 배열이 반강자성을 띠는 대표적 2차원 자성체인 삼황화린철에 주목했다.</p> <p contents-hash="5150927359c051f50bce8c34bac85e7f9da1efc8f42d638a597b9872345b795a" dmcf-pid="ZUh21CTNGi" dmcf-ptype="general">반강자성은 인접한 원자의 자기 모멘트들이 서로 반대 방향으로 향해 전체적으로 자력을 띠지 않는 성질이다.</p> <p contents-hash="58c4345026029b4685bfb0702ee28242f7f061b5664ddb99717e9047164c6abc" dmcf-pid="5ulVthyjZJ" dmcf-ptype="general">연구팀은 이 물질에 빛을 쪼이면 전자가 빛의 에너지를 받아 궤도를 바꾸는 전이가 동시에 일어나면서 양자역학 현상 중 하나인 양자간섭을 일으키고, 그 결과 전자 분극의 위상이 변화한다는 것을 실험으로 확인했다.</p> <p contents-hash="628495e643a620d5160afbd420213b0ba62041710dad9222d4871c68a415c029" dmcf-pid="17SfFlWAZd" dmcf-ptype="general">특히 원자핵 또는 전자의 각운동량인 스핀의 방향에 따라 분극 위상이 다르게 나타나는 것을 연구팀은 확인했다.</p> <p contents-hash="eebec25c0edd246b0ef40d239545390eaed10a366ccdfca6b4a98e5e32a56188" dmcf-pid="tzv43SYc1e" dmcf-ptype="general">연구팀은 이 결과가 물질이 빛 편광상태에 따라 다른 특성을 보이는 현상인 '광학적 이방성'을 보이는 이유를 설명한다고 밝혔다.</p> <p contents-hash="fb495b1bbd394b9ba76d551b77646e58162136d7784bfa703ece091efe10d069" dmcf-pid="FqT80vGkYR" dmcf-ptype="general">이런 광학적 이방성과 위상 변화는 기본입자에 질량을 부여하는 역할을 하는 '멕시칸 모자 포텐셜'과 비슷한 구조로 이해할 수 있어, 이 시스템이 자발적 대칭성 붕괴를 보이는 물리 시스템으로 해석 가능하다고 연구팀은 분석했다.</p> <p contents-hash="d933ad91cea4a270e877554f3171a5257cd295e0c18edcadf007edf0745de687" dmcf-pid="3By6pTHEYM" dmcf-ptype="general">이는 화학반응이나 기계적 변형 없이도 빛만으로 물질 내부의 전자나 스핀 자유도를 제어할 수 있음을 뜻한다고 연구팀은 설명했다.</p> <p contents-hash="5e79ed751af135a1d799342b3c7bf4fb0aa0173534fea349ca73b62c0c685cc3" dmcf-pid="0bWPUyXDYx" dmcf-ptype="general">김 교수는 "빛과 물질 간 상호작용이 단순한 에너지 전이 수준을 넘어, 물질 자체의 위상이나 대칭성을 어떻게 새롭게 설정할 수 있는지 보여준 사례"라며 "적절한 파장과 세기의 광원을 이용한다면, 전자궤도 점유도나 스핀 배향을 원하는 형태로 재설계할 수 있다"고 말했다.</p> <p contents-hash="3d9238eb863c153c2857b406fc578779007b3b4471974de9c72b296173a0e12b" dmcf-pid="pCiGwJg2GQ" dmcf-ptype="general">이어 그는 "분극의 위상 변화를 유발하는 양자간섭 메커니즘을 더 넓은 물질군으로 확장하면 양자 정보소자나 자기광학소자 분야 전반에 걸쳐 새로운 아이디어가 될 수 있다"고 설명했다.</p> <p contents-hash="8360e92c8377a75d7db885edad08644080ea2674b08a9ede0f590a48e11ca4f3" dmcf-pid="UhnHriaVZP" dmcf-ptype="general">심경익 연세대 연구교수가 1저자로 참여한 이번 연구 결과는 지난달 11일 국제학술지 '네이처 커뮤니케이션스'에 실렸다.</p> <p contents-hash="6dd925e507cb2ef8896b6f1c707a25272aef72c21aea9a3e4975bdb159f8a990" dmcf-pid="ulLXmnNfH6" dmcf-ptype="general">shjo@yna.co.kr</p> <p contents-hash="d8adbd697d87a03d92eb8f61493e42e0cab6fd1b1e1ce3c82b8ca5b767489085" dmcf-pid="zvg5OoA8G4" dmcf-ptype="general">▶제보는 카톡 okjebo</p> </section> </div> <p class="" data-translation="true">Copyright © 연합뉴스. 무단전재 -재배포, AI 학습 및 활용 금지</p> 관련자료 이전 '무임승차' 구글에 맞서 네카오 韓 지도앱 서비스 강화 04-20 다음 '해외에 태극기 꽂는다'···엔비디아·MS가 반한 韓 AI 기업은? 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