세계최초 고체표면의 단일원자 특성 관찰에 성공
논문의 주요 내용
□ 논문의 주요 내용
1. 연구의 필요성
○ 현재의 반도체는 더 이상 집적할 수 없는 한계에 다다랐다. 더 작고, 빠르면서도 연산능력은 대폭 높인 차세대 전자소자 구현을 위해서는 현재의 디지털 소자가 아닌 새로운 개념이 도입돼야 한다. 과학자들이 거시 세계를 벗어나 미시 세계에서 전자소자를 구현하려는 이유다.
○ 전자소자는 정보를 저장하고 연산하기 위해 자성을 활용한다. 이 근간에는 ‘스핀’이라는 특성이 있다. 스핀은 원자핵이나 전자가 갖는 값으로 자전운동에 따라 보통 위(↑)나 아래(↓)의 방향성을 갖는다. 핵스핀과 전자스핀은 서로 밀어내거나 끌어당기는 ‘초미세 상호작용’을 하며 원자의 전자기적 특성을 결정한다.
○ 개별 원자가 저장장치이자 회로가 되는 차세대 양자 전자소자를 구현하기 위해서는 단일 원자의 스핀 특성을 규명하는 것이 필요하다. 하지만 전자스핀과 달리 핵스핀은 현재까지 단일 원자 단위에서 측정이 어려웠다.
○ 주사터널링현미경(STM) 등 분석기술의 발달로 과학자들은 표면 위 원자를 개별적으로 관찰할 수 있게 됐다. IBS 양자나노과학 연구단은 연구단이 독점하고 있는 단일 원자의 전자스핀공명(ESR) 측정 기술과 STM을 결합해, 세계 최초로 고체 표면 위 단일 원자의 스핀과 이로 인한 초미세 상호작용을 측정하는 데 성공했다.
세계최초 고체표면의 단일원자 특성 관찰에 성공
핵스핀과 전자스핀의 초미세 상호작용을 통해 결정되는 게 뭐야
원자의 전자기적 특성