국내 연구진이 탄소와 질소로 구성된 나노튜브 구조 화합물에서 투명 자석의 성질을 찾아냈다.
홍지상 부경대 물리학과 교수와 타오 후 박사, 아큄 하쉬미 박사과정 연구원(이하 홍 교수팀)은 탄소와 질소로 된 카본나이트라이드 나노튜브 화합물이 팔걸이 의자나 지그재그 구조에서 반쪽 금속성을 띤다는 사실을 이론적으로 규명했다고 27일 밝혔다.
카본나이트라이드는 탄소와 질소로 이뤄진 벌집 구조 화합물로 이상적인 광촉매 물질로의 가능성 때문에 관련 연구가 활발하다. 평면 형태의 2차원 단일층 카본나이트라이드는 소자 물질로 활용하기 위한 연구가 있었지만 원통형 모양의 1차원 카본나이트라이드 나노튜브 구조에 대한 연구는 미미했다. 1차원 나노튜브 구조는 비자성 물질일 것으로 추정됐기 때문이다.
홍 교수팀이 찾아낸 반쪽 금속성 물질은 전자가 갖는 두 가지 스핀 종류 중에서 한 쪽 스핀에만 전도 전류를 흐르게 만들 수 있어 전원이 꺼져도 정보는 그대로 저장된다. 따라서 비휘발성 메모리 소자로 활용할 수 있다.
특히 카본나이트라이드에는 전이금속이 전혀 들어있지 않다는 점에서 스핀트로닉스 연구에 새로운 접근 가능성을 제시한 것으로 평가된다.
홍지상 교수는 “한 가지 물질에서 자기적 특성과 광학적 특성을 동시에 보일 수 있는 구조에 대한 이론을 제시한 것”이라며 “투명하면서 자성을 띠는 이 물질은 스핀트로닉스 연구는 물론이고 디스플레이를 위한 광소자로 응용될 수 있다”고 말했다.
한편, 이번 연구는 교육부와 한국연구재단이 지원하는 일반연구자지원사업의 지원 아래 수행됐고, 연구결과는 사이언티픽 리포트 온라인판 8월 14일자에 실렸다.
부산=임동식기자 dslim@etnews.com
