전남대 김태훈 교수 응력을 통한 나선형 자기구조 제어...스트레인트로닉스 원리 규명[미래교육신문]

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전남대 김태훈 교수 응력을 통한 나선형 자기구조 제어

스트레인트로닉스 원리 규명

[광주=조미선기자] 전남대 김태훈 교수(신소재공학부)가 미국 에임스 국립연구소, 아이오와 주립대와의 국제 공동연구를 통해 외부 자기장 없이 응력만으로 나선형 자기 구조를 제어하는 새로운 물리 메커니즘을 규명했다.

이 연구는 로렌츠 투과전자현미경을 이용해 자기 위상 결함이 응력 하에서 어떻게 나선 자기구조의 방향을 바꾸는지를 실시간으로 관찰한 최초의 사례로 기존에는 이론적으로만 제안됐던 현상을 실험적으로 정량 입증했다.

특히 본 연구에서는 나선 자기 위상의 방향 벡터가 응력 방향과 이루는 각도에 따라 임계 응력이 달라지고 위상 결함의 ‘절단-재결합’ 또는 ‘전위 활주-소멸’과 금속의 소성변형과 유사하면서도 특이한 자기 구조 전환 기전이 발생함을 밝혀냈다.

나아가 이러한 현상은 응력 유도 Dzyaloshinskii-Moriya 상호작용(DMI)의 이방성에 의해 주도된다는 사실을 시뮬레이션 및 해석 모델을 통해 정량적으로 입증했다.

이 연구는 자성 재료를 외부 자기장 없이 제어할 수 있는 차세대 ‘스트레인트로닉스’ 기반 기술의 원리 규명이라는 점에서 학문적·기술적 의미가 크며 향후 초저전력 스핀트로닉스 소자, 고밀도 비휘발성 메모리, 뉴로모픽 연산 소자 등의 구현에 중요한 기반이 될 것으로 기대된다.

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