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[과학계] 자성에는 제3의 형태가 존재한다

by cutekorean 2025. 1. 9.

목차

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    [과학계] 자성에는 제3의 형태가 존재한다

    과학자들은 제3의 형 태의 자기학의 존재 를 확인했다 이것은 게임을 바꿀 수 있다. 에 의해캐롤라인 델버트 발행일: 2024년 12월 18일 오후 1시 EST □
    nature Search Log in Content About Publish articles > article Download PDF 业 Article ❘ Open access ❘ Published: 11 December 2024 Nanoscale imaging and control of altermagnetism in MnTe
    보통 우리가 알고있는 자성은 여러종류임 강자성 반자성 상자성 등등 2. 분류 2.1. 상자성(paramagnetism) 2.1.1. 초상자성(superparamagnetism) 2.2. 강자성(ferromagnetism) 2.2.1. 반강자성(antiferromagnetism) 2.2.1.1. 교자성(altermagnetism) 2.2.2. 페리자성(ferrimagnetism) 2.3. 반자성(diamagnetism) 여기서 강자성과 반강자성과는 다른 제3형태의 교자성이라는 놈이 2019년에 제안됨 강자성과 반자성의 성질을 모두 가진 이상한 놈인데
    . 기존 자기와의 차별성: 이전에 알려진 자성은 크게 강자성 (Ferromagnetism)과 반강자성 (Antiferromagnetism) 으로 분류되었습니다. 알터 자성(Altermagnetism)은 이 두 가지와는 뚜렷하게 구별 되는 특성을 보이며, 강자성과 반강자성의 성질을 동시에 가질 수 있는 독특한 자성 형태입니다. 2. 독립적인 자성 형태: 알터자성은 강자성이나 반강자성의 변형, 혹은 조합이 아니라 독립적인 제3의 자성 형태로 간 주됩니다. 이는 전자 스핀 배열과 자성 발현 방식이 기존의 두 자성과는 근본적으로 다르기 때문입니다. 몇몇 사람들이 이론상 존재한다고 주장했지만 실험적으로 그 존재를 증명하는건 어려웠음 자기장이 너무 미미하게 반응한다나? 상 자성체 N S 반 자성체 N S 강 자성체
    그렇게 몇년동안 합성 기술과 측정 기술의 발달을 통해 조금씩 간접적인 증거가 나오고 있었고 2024년 초 운동량 현미경을 통해 실험적 증거가 제시되었는데 자성구조를 이미지화까지는 못했음 그러다 최근 MnTe 교자성의 자성구조를 나노수준까지 이미지화 시키고 제어를 하는데 성공했다고 함
    스핀의 독특한 배열: 알터마그넷은 반자성체처럼 거시적으 로는 자성을 띄지 않지만, 미시적으로는 전자 스핀이 독특 한 방식으로 배열되어 있습니다. 이 독특한 스핀 배열은 강 자성체와 반자성체의 장점을 모두 가지게 합니다.

    해당 연구에 대해

    이 연구는 알터마그넷이라는 새로운 자성체의 자기 텍스처를 나 노 스케일부터 마이크로 스케일까지 제어하고 관찰할 수 있음을 보여주었습니다. 이 발견은 스핀트로닉스, 양자 컴퓨팅, 뉴로모 픽 컴퓨팅 등 다양한 분야에 혁신적인 영향을 미칠 것으로 기대 됩니다. 특히, 고성능 메모리 소자, 새로운 스핀트로닉스 소자 개발에 중요한 역할을 할 것입니다. 이 연구는 알터마그넷의 잠재력을 보여주는 중요한 첫걸음이며, 앞으로 더 많은 연구를 통해 알터마그넷의 특성을 이해하고, 이 를 활용한 새로운 기술을 개발할 수 있을 것으로 기대됩니다.

    왜 중요한가?

    2. 왜 중요한 발견인가? • 기존 자성체의 한계 극복: 강자성체는 정보를 저장하고 처 리하는 데 널리 사용되지만, 누설 자기장으로 인해 고집적 화에 한계가 있습니다. 반자성체는 누설 자기장이 없어 고 집적화에 유리하지만, 스핀을 제어하기 어렵다는 단점이 있 습니다. 알터마그넷은 강자성체처럼 스핀을 제어하기 쉬우 면서도 반자성체처럼 누설 자기장이 없어 기존 자성체의 한 계를 극복할 수 있습니다. • 스핀트로닉스의 새로운 가능성: 전자 스핀을 이용하여 정 보를 저장하고 처리하는 기술을 스핀트로닉스라고 합니다. 알터마그넷은 스핀트로닉스 소자의 성능을 획기적으로 향 상시킬 수 있는 잠재력을 가지고 있습니다. 예를 들어, 더 빠르고, 더 작고, 더 적은 에너지를 소비하는 메모리 소자를 개발하는 데 활용될 수 있습니다. • 기초 과학의 새로운 지평: 알터마그넷은 지금까지 알려지 지 않았던 새로운 물리 현상을 연구하는 데 중요한 역할을 할 수 있습니다. 예를 들어, 위상 절연체, 초전도체 등과 결 합하여 새로운 양자 현상을 발견할 수 있는 가능성이 있습 니다.

    어떻게 활용할 수 있는가?

    고성능 메모리 소자: 알터마그넷은 누설 자기장이 없고 스 핀 제어가 용이하기 때문에, 고집적, 고속, 저전력 메모리 소자를 개발하는 데 활용될 수 있습니다. • 새로운 스핀트로닉스 소자: 알터마그넷의 독특한 스핀 배 열은 기존에 없던 새로운 스핀트로닉스 소자를 개발하는 데 활용될 수 있습니다. 예를 들어, 스핀 트랜지스터, 스핀 다 이오드 등의 개발이 가능합니다. • 양자 컴퓨터: 알터마그넷은 위상 절연체, 초전도체 등과 결 합하여 양자 컴퓨터의 큐비트를 구현하는 데 활용될 수 있 습니다. • 뉴로모픽 컴퓨팅: 알터마그넷의 다양한 자기 텍스처는 인 간의 뇌와 유사한 방식으로 정보를 처리하는 뉴로모픽 컴퓨 팅 소자를 개발하는 데 활용될 수 있습니다.

    좀 더 쉽게 설명하면

    • 자석 내부: 알터마그넷은 반자성체처럼 N극과 S극을 가리 키는 작은 자석들이 섞여 있지만, 그 배열이 매우 독특합니 다. 마치 댄스팀이 짝을 이루어 서로 마주 보며 춤을 추는 데, 옆 짝과는 서로 반대 방향으로 회전하는 것과 같습니다. (두 줄로 서서 한 줄은 왼쪽으로, 다른 줄은 오른쪽으로 회 전하는 댄스를 상상해 보세요) • 자력: 댄스팀 전체를 보면 겉으로는 움직임이 상쇄되어 조 용해 보이지만(자성이 없는 것처럼 보이지만), 개별 댄서들 은 매우 역동적으로 움직이고 있습니다(강한 스핀을 가지 고 있음). 즉 알터마그넷은 자성이 없는것 처럼 보이지만, 스핀은 정렬되어있습니다. • 스핀 제어: 댄서의 회전 방향을 바꾸듯, 알터마그넷은 반자 성체에 비해 스핀의 방향을 바꾸기 쉽습니다. • 정보 저장: 옆 짝과 반대로 회전하는 댄서들의 패턴(스핀 배열)을 바꾸어 정보를 저장할 수 있습니다. • 장점: 댄스팀 주변에는 큰 움직임(자기장)이 느껴지지 않기 때문에, 여러 댄스팀(알터마그넷)을 가까이 두어도 서로 간 섭이 적습니다. 또한, 각 댄서의 움직임(스핀)은 강자성체 처럼 제어하기 쉽습니다.
    • 메모리: 알터마그넷 댄스팀은 일반 자석 축구팀보다 훨씬 더 작게 만들 수 있고, 더 촘촘하게 배치할 수 있습니다. 즉, 같은 공간에 더 많은 정보를 저장할 수 있는 고밀도 메모리 를 만들 수 있습니다. 또한, 댄서의 회전 방향을 바꾸는 것 이 축구팀의 방향을 바꾸는 것보다 빠르기 때문에, 더 빠른 메모리를 만들 수 있습니다. • 컴퓨터 칩: 알터마그넷 댄스팀은 춤을 추는 데 에너지를 덜 소비합니다. 즉, 알터마그넷을 이용하면 더 적은 에너지를 소비하는 효율적인 컴퓨터 칩을 만들 수 있습니다.

    이걸 발견한것도 대단한데

    구조까지 조정하고 제어까지 가능 ㅎㄷㄷㄷ

    얘 발견으로 관측 못한 자성 종류는

    이제 없다고 함.

    현시점 마지막 한 조각이었던 것.

    근데 또 이상한 자성 종류가 생길지도 모름.

    출처 : [유머] 현재 난리났다는 과학계 제3의 형태 자성 존재확인 근황. - 루리웹

    요약

    1. 이론상으로 존재하던 교자성이라는 알터마그넷이 발견됨
    2. 내부는 N극과 S극이 정렬되어 있지만 자성은 미미한, 성질이 ㅈㄴ 이상한 자석임 (지들끼리 서로 상쇄됨)
    3. 얘를 사용하면 메모리나 칩들을 더 작고 효율적이게 만들 수 있음

    아~ 완벽히 이해했어! 이해못했음
    그러니까, 초전도체 떡상이란 거지?
    이게 뭔소리야 이해 못했음
    초전도치는 있다!
    돌 진짜 날러가유?
    SHINSUNG GROUP “당신에게 좋은 일이 있을 것입니다”
    아, 돌은 뜬다니깐!

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