작성일 : 19-10-17 17:54
UNIST 유정우 교수 "차세대 자성 메모리나 논리소자 응용 기대" , 열역학 법칙 위배 '기묘한 전류 흐름' 규명
 글쓴이 : happy
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연구를 수행한(좌측부터) 최대성 연구원, 유정우 교수.<사진=UNIST 제공 >국내 연구진이 새로운 자성 소자 개발의 기초가 될 것으로 기대되는 '특이한 전류 흐름현상'을 발견했다. 차세대 자성 메모리나 논리소자에 응용할 수 있을 것으로 보인다.

UNIST(총장 직무대행 이재성)는 유정우 신소재공학부 교수팀서로 다른 물질이 결합한 이종접합 소재에 외부 자기장을 걸어주자 한 방향으로만 전류가 더 잘흐르는 정류작용을 발견하고 이유를 밝혔다고 15일 밝혔다.

이종접합 소재맞닿은 면(계면)을 기준으로 '공간 반전 대칭성'이 깨져있다. 일반적으로는 공간 축을 기준으로 뒤집어도 거울에서 대칭되듯 변화가 나타나지 않아야 하는데, 서로 다른 물질이 맞붙으면 이 성질이 어긋나는 것이다. 연구진은 이 상태에서 자기장을 걸어서 소재에서 전류가 흐르는 방향을 제어할 수 있음을 보였다.

유 교수는 구조적으로 반전 대칭성이 깨진 이종접합 계면에서 외부 자기장에 의해 전류의 흐름이 '비상반적'으로 나타날 수 있음을 규명했다고 해석했다. 그는 "열역학 제4법칙이라고도 일컫는 '온사게르 상반법칙(Onsager reciprocal reaction)'에 위배되는 매우 특이한 현상"이라고 말했다.

이 외에도 연구진은 실험을 통해 두 산화물의 이종접합 전도층에서 특정 방향으로 자기장이 걸렸을 때, 전류가 한 방향으로 더 큰 값으로 흐른다는 점을 규명했다. 추가로 다른 방향의 전압(게이트전압)을 걸어주면, 라쉬바 효과가 커져서 전류의 방향성 흐름을 더욱 강하게 제어할 수 있음을 보여줬다.
  
유정우 교수"이번 연구로 비상반적 수송특성이 더욱 극적으로 나타나는 조건을 새롭게 제시했다"며 "자기장에 따라 정류회로의 방향 제어가 가능하므로 자성 소재 분야에서는 차세대 자성 메모리나 논리소자로 응용하는 게 기대된다"고 말했다.

이번 연구는 네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications)에 게재됐다.