| 자기 버블 스커미온 연구에서 획기적인 성과 달성 | ||
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  중국과학원 강자기장센터 자성기능재료·소자 연구팀은 로렌츠 투과전자현미경을 이용하여 Kagome 결정체 Fe3Sn2 중의 자기 구조에 대한 연구를 통하여 해당 유형 재료 중의 복잡한 다중위상 상태의 기원을 밝혔다. 해당 성과는 "National Science Review"에 게재되었다. 해당 연구를 기반으로 연구팀은 Fe3Sn2 나노디스크에서 신형 제로 자기장과 상온에서 안정적인 자기 소용돌이 구조를 관찰했으며 이를 "표적 상태 자기 버블(Target state magnetic bubble)"이라고 명명하였다. 해당 성과는 "ACS NANO"에 게재되었다. 자기 버블은 일종의 "오래된" 원주형 자구(Domain) 구조이지만 첫 번째 종류의 자기 버블은 스커미온(Skyrmion)과 동일한 비평범 위상성(Nontrivial topology)을 가지며 "자기 버블 스커미온"으로 명명된다. 또한 향후 스핀트로닉스(Spintronics) 소자 분야에서 잠재적인 응용 가치가 있다. Fe3Sn2는 중국 과학자들에 의해 최초로 발견된 일종의 Kagome 결정체 자기 버블 재료이다. 그러나 이러한 복잡한 자기 구조는 전통적인 자기 버블 이론으로 해석할 수 없기에 자기 버블 스커미온 분야의 수수께끼로 남아 자기 버블 스커미온의 심층 연구를 제한한다. 연구팀은 전통적인 자기 구조 분석 기술의 단점을 분석하고 로렌츠 투과전자현미경의 차분 위상 분석 기술을 이용하여 복잡한 자기 구조의 진정한 특성을 획득하고 해당 3D 자기 버블의 두께 방향에 따른 적분 자화 분포를 시뮬레이션하였다. 그 결과, 안정 상태 강자기장에서 획득한 자기 구조와 높이가 일치했다. 따라서 이러한 복잡한 자기 구조가 자기 구조의 3D 특성에서 비롯되었음을 규명했다. 연구팀은 Fe3Sn2 나노디스크를 제조하고 제로 자기장 가열 방식을 통해 전통적인 연자성 자기 소용돌이에서 신형 고리모양 자기 소용돌이 구조로의 변환을 성공적으로 달성했다. 해당 고리모양 자기 소용돌이 구조는 과녁과 유사하므로 "표적 상태 자기 버블"로 명명했다. 표적 상태 자기 버블의 고리 수는 나노디스크의 직경을 이용하여 효과적으로 조절할 수 있으며 상온과 제로 자기장에서 안정적으로 존재한다. 또한, 다중 겹침 상태(Degenerate state)를 가지어 소자의 이상적인 정보 매개체이다. 정보출처 : http://digitalpaper.stdaily.com/http_www.kjrb.com/kjrb/html/2020-10/28/content_455975.htm?div=-1 |
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