세계최초 고체표면의 단일원자 특성 관찰에 성공
연구결과개요
2. 연구내용
ㅇ 연구는 미국 IBM 알마덴연구소의 주사터널링현미경(STM)을 이용해 진행됐다. STM은뾰족한 금속 탐침으로 시료를 분석해 원자 단위에서 발생하는 현상을 관찰할 수 있는 기술이다. 이를 이용해 원자 자성의 움직임, 즉 스핀의 변화를 파악하면 원자 하나에 정보를 얼마나 오랫동안 저장할 수 있는지를 파악할 수 있다. 또 STM을 이용하면 표면 위 원자 하나를 집어 다른 위치로 이동시키는 일도 가능하다 이번 연구에는 자성을 띄는 대표적인 원소인철(Fe)과 이보다 더 복잡한 핵스핀구조를 가졌다고 알려진 티타늄(Ti) 원자가 사용됐다.
ㅇ 철과 티타늄 원자는 산화마그네슘 표면 위에서 위(↑)나 아래(↓)의 스핀을 가질 수 있다. STM의 탐침을 원자 위에 고정 시킨 후 고주파를 가해주면, 원자의 스핀은
여기(exciting)돼 위를 향한다. 이후 시간이 지나며 원래 상태였던 아래로 이완(relaxation)하게 되는데, 이 과정에서 원자를 통과하는 전류의 양이 달라진다. 연구진은 전자스핀공명(ESR) 기술을 이용해 전류의 양 변화를 토대로 표면 위 단일
원자의 스핀 특성을 파악할 수 있었다.
세계최초 고체표면의 단일원자 특성 관찰에 성공
뾰족한 금속 탐침으로 시료를 분석해 원자 단위에서 발생한는 현상을 관찰할 수 있는 기술은 뭐지
STM