원자구조 및 박리된 삼황화린니켈(NiPS3)의 광학적 특성© News1

국내 연구진이 반데르발스 힘을 갖는 물질을 이용, 2차원 자성원자층 추출에 성공했다.

기초과학연구원(IBS) 강상관계 물질 연구단은 삼황화린니켈(NiPS3)을 합성하고 이를 박리해 반데르발스 물질 기반 2차원 벌집구조의 자성원자층을 세계 최초로 구현해 냈다고 17일 밝혔다.자성원자층은 초고속, 초저전력 및 초고집적도의 특성을 갖는 차세대 반도체인 자성반도체의 핵심 소재다.

연구진은 155K(영하 118℃) 이하에서 반강자성 정렬을 하는 물질인 삼황화린니켈이 단일층으로 구현하게 되면 자성을 갖는 것을 확인했다.

연구진은 2차원 자성원자층을 삼황화린니켈 덩어리에서 기계적으로 박리해 구현한 것이 이번 연구의 핵심이라고 밝혔다.

이로써 2차원 자성물질에 대한 새로운 기초 연구가 가능해졌고, 향후 획기적인 스핀전자소자 개발을 위한 신소재 확보를 기대할 수 있게 됐다는 설명이다.이번 연구를 주도한 박제근 부단장(서울대학교 물리천문학부 교수)은 “반데르발스 물질의 자성원자층 구현에 최초로 성공, 2차원 원자층의 자성현상 연구에 새로운 돌파구를 찾았다”고 말했다.

이번 연구 결과는 네이처의 자매지인 사이언티픽 리포트(Scientific Reports, IF 5.578) 온라인판에 지난달 15일 게재됐다.


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