전자 스핀을 상온에서 조절? 국내 연구진의 세계 최초 성과
전자 스핀, 상온에서도 제어 가능해졌습니다 과학기술정보통신부 는 고려대와 서울대 공동연구팀이 금속 나노 나선 구조를 활용하여 상온에서 전자의 스핀을 선택적으로 조절할 수 있는 기술을 세계 최초로 개발했다고 발표했습니다. 이번 성과는 기존에 유기분자에서만 가능했던 스핀 제어 기술을 금속 기반으로 확장함으로써, 실용화에 큰 가능성을 보여주고 있습니다. 카이랄 구조, 전자 스핀의 흐름을 바꾸다 연구팀은 전기화학적 방식으로 금속에 카이랄성을 부여한 나노 나선을 만들고, 이를 통해 특정 방향의 스핀만 통과하도록 조절하는 데 성공했습니다. 나선의 꼬임 방향에 따라 전자의 스핀 방향이 걸러지는 현상이 실험적으로 입증되었으며, 이는 자성체가 스핀을 정렬하는 능력과 결합해 상온에서도 긴 거리의 스핀 수송이 가능하다는 것을 보여줍니다. 나노 기술과 스핀트로닉스의 융합 이번 연구는 단순한 이론이 아닌 실제 나노 소자 형태로 구현되었다는 점에서 의의가 큽니다. 특히, 나선 구조의 방향성까지 제어 가능한 제조 공정은 향후 다양한 금속과 응용 분야로 확장 가능성이 높습니다. 기존에 스핀 유지 거리와 안정성에서 한계가 있었던 유기분자 기반 기술의 대안으로 주목받고 있습니다. ▲ 전자 스핀 상온 제어를 가능하게 하는 카이랄 나노구조 형성 과정 모식도 연구진은 전기화학적 방식으로 금속 이온을 환원시킬 때 입자의 결정화 과정에서 카이랄 분자를 첨가하여 금속 입자 표면에 흡착되어 그 꼬인 방향을 오른쪽, 왼쪽 카이랄 방향으로 조절하였습니다. 향후 전망 카이랄 자성 나노 구조는 스핀트로닉스 기술의 차세대 핵심으로 자리 잡을 전망입니다. 고속·저전력의 비휘발성 메모리, 정밀 센서, 양자정보 소자 등 응용 범위가 넓어, 본 기술이 상용화된다면 미래 반도체 및 정보기술 산업에 큰 변화를 가져올 것입니다. 국내 연구진이 이룬 이번 성과는 세계적인 기술 리더십 확보의 계기가 될 것입니다. 게재 논문 확인
