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자기 현상 응용한 신소재 및 컴퓨팅 장치 개발의 기초 마련
한국IBM(대표 이휘성)은 IBM의 과학자들이 원자 단위의 자기상태를 연구하고 통제하는 방법을 찾아냈다고 9일 밝혔다.
이 방법은 점차 원자 단위화 되어가고 있는 미래형 컴퓨터 회로 연구와 정보저장 장치 작동 방식의 이해 뿐 아니라, 원자 단위의 자기 현상을 응용한 신소재 및 컴퓨팅 장치 개발의 기초를 마련하는데 큰 기여를 할 것으로 보인다.
IBM 알마덴 연구소 안드레아스 하인리히 연구원은 “이번 결과로 원자 단위 자기 연구의 새로운 장을 열게 됐다”며 “원자를 배치할 수 있는 기술과 정밀하게 고안된 구조 내에서 원자 상호간의 자기 반응을 측정하고 통제할 수 있게 됐다”고 밝혔다.
IBM 알마덴 연구소 지안-루카 보나 과학기술 책임자는 “20년 후에는 단순히 소형화하는 것만으로는 기존의 트랜지스터와 마이크로 전자회로 기기의 향상을 꾀하는 것이 한계에 봉착하게 될 것”이라며 “미래에는 이를 대체하는 전혀 새로운 구조가 필요하며, 이는 현재와는 전혀 다른 컴퓨팅 기술과 방법을 필요로 할 것이다. IBM이 이번 발표한 연구 성과는 이를 촉진하는데 큰 도움이 될 것”이라고 밝혔다.
한편 스핀 자극 분광학(spin-excitation spectroscopy)으로 불리는, 이번 연구에 사용된 방법은 IBM의 저온 STM(scanning tunneling microscope: 주사형 터널링 현미경)을 이용한다. 이 STM은 지구 자기장보다 14만 배나 더 센 자기장 내에서 사용될 목적으로 만들어졌다. 연구원들은 우선 원자를 이동시킨 후 자기의 기본 요소인 원자 스핀 사이의 상호작용을 측정한다.
이번 실험에서 IBM 연구원들은 극도로 얇은 전기 절연 표면 위에 최고 10개의 망간 원자 체인을 만들어냈다. 또한 새로운 원자가 추가될 때마다 자기 성질이 어떻게 변하는지를 측정했다. 그 결과 짝수의 원자 체인은 순자기 성질을 갖지 못한 반면 홀수의 원자 체인은 순자기 성질을 갖는 것으로 나타났다.
IBM이 발표한 이번 실험 결과는 <사이언스>지에 실리는 논문 중에서도 편집 위원회에 의해 중요하다고 판단되는 주요 논문만을 엄선해 긴급 보도하는 인터넷판 ‘사이언스 익스프레스’에 최근 게재됐다.
[박은수 기자(boannews@infothe.com)]
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[2025-04-07] 
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