리서치 하이라이트

반강자성체 도메인의 변동성에 대한 직접 관찰

Nature 447, 7140

강자성체(ferromagnet)는 흔히 존재하고 있지만, 강자성 자체는 매우 드물게 나타나는 현상이다. 보다 포착하기 힘든 반강자성체(antiferromagnet)는 밝혀진지 100년 남짓 되었으며, 기술적인 관련성이 인식되기 시작한 것은 불과 20년 정도 밖에 되지 않았다. 이러한 이유는 보다 큰 강자성체가 막대 형태의 자석으로 나뉘어진 강자성 도메인(ferromagnetic domain)의 유사체를 찾을 수 없었기 때문이었다. 최근 X-선 광자 상관성 분광광도계(X-ray photon correlation spectroscopy)를 이용하여 반강자성체인 크롬의 스핀 및 전하 밀도를 나노미터 스케일의 초구조(superstructure)로 분석하는 것을 가능하게 하였으며, 이를 이용한 자기 엔지니어링 기술을 통해서 반강자성체를 보다 광범위하게 이용할 수 있는 길이 열릴 수 있게 될 것으로 보인다. 새로운 기술은 반강자성체 도메인 웰(antiferromagnetic domain well)이 전혀 멈추지 않으며, 그 대신에 마이크로미터 거리를 두고 지속적으로 진전 및 수축을 반복하는 것으로 밝혀졌다. 그리고 비록 도메인 웰의 움직임이 100K 이상에서 열 활성화되지만, 더 낮은 온도에서는 활성화되지 않으며, 40K 이하에서는 움직임이 양자 요동(quantum fluctuation)으로 이루어진 한정된 값으로 포화된다.