개별 도펀트의 여기 상태 및 자기화 측정

비-자성 반도체(non-magnetic semiconductor) 내에 분리되어 있는 자석 도펀트 원자(dopant atom)은 스핀트로닉스 분야에 응용할 수 있는 가능성을 보여주고 있다. 원자는 작은 나침반 바늘처럼 움직이며, 각각의 ‘나침반’이 서로 다른 방향으로 정렬하며, 따라서 기존의 정보 처리 기술과 유사한 정보 저장이 가능할 것으로 여겨진다. 지금까지, 지역적인 원자 구조와 도펀트의 자기적 특성 간의 상관 관계를 연구하는 것은 불가능했었다. Khajetoorians 등은 민감도가 높은 스캐닝 프로브 기술(scanning-probe techniques)을 이용하여 2차원 반도체 시스템 내에 있는 각각의 자석 도펀트의 스핀 여기 상태를 측정할 수 있었다. 이들이 개발한 기술은 원자 나침반 바늘의 방향을 측정하는 것이 가능하였다. 저자들은 도펀트들이 기본적인 자기적 이방성 효과에 따라 표면 수평면(surface plane)의 방향과 동일하게 놓이는 분리된 양자 스핀처럼 움직이게 된다. 그 결과는 계산을 통해서 증명되었다. 이번 연구 결과는 자기성 도펀트를 포함하는 반도체의 원자 단위 및 단일 스핀 연구를 위한 기초 정보를 제공하고 있다.