리서치 하이라이트

커버스토리: 나노 강자성 입자에서의 인공적인 ‘스핀 아이스’분석

Nature 439, 7074

한 시스템에서 여러 가지 상호 작용들이 서로 경쟁하는 경우, 상호 작용 모두가 우세할 수 없기 때문에 불능 상태 세력의 해상도가 그 시스템의 전반적인 작용에 대한 결정인자가 된다. 특히, 자기 시스템 내의 스핀들 중에서 기하학적 불능 상태는 얼음에 있는 수소 원자 위치가 불능인 것과 유사한 원자 자기 모멘트인 ‘스핀 아이스(spin ice)’와 같은 외부 효과를 유도한다. Wang 등은 리소그래피(lithography)를 이용하여 만들어진 나노 스케일 자석 어레이를 이용하여 인공적인 스핀 아이스를 제작하였다. 격자 내에 있는 자기 모멘트는 스핀 아이스에서 일반적인 ‘아이스 법칙(ice rule)’을 따른다. 이 모델을 이용하여, 불능 상태를 자세히 연구하는 것이 가능하였다. 이러한 사실은 강자성 재료들이 높은 밀도로 존재하는 자기 기록 장치와 관련되어 있다. 표지 사진: 인공적인 스핀 아이스의 자화 패턴(magnetization pattern)을 보여주는 자기력 현미경: 고원부와 계곡부는 반대 자화 부위를 보여주고 있다.