국내 연구진이 자성을 띄는 2차원 신물질을 만드는 방법을 발견했다.
한국원자력연구원(원장 박원석)은 유무기 할로겐 페로브스카이트로부터 2차원 자성체를 만들어내는 방법을 세계 최초로 개발했다고 8일 밝혔다. 원자력연 소속 김기연 박사를 중심으로 오인환 박사, 박가람 박사가 대구경북과학기술원(DGIST) 소속 유천열 교수, 김준서 박사팀과 공동 연구했다.
연구팀은 자성을 띠는 전이금속 포함 무기물 층, 페닐에틸암모늄 유기물 층을 쌓은 2차원 유무기 페로브스카이트 결정체(A2BX4)를 만들었다.
이 결정체를 특수 조합한 유기 용매에 녹여 결정체 결합을 끊어낸 후, 실리콘 기판에서 고속 회전시켜 스스로 구조를 형성하게 하는 자기 조립(self-assembly) 방식을 거쳤다. 이 결과 원자 7~10겹의 초박막을 만들어냈다. 이 방법은 자성을 갖는 10~20나노미터(㎚) 두께 초박막을 비교적 균일하게 만드는 장점이 있다.
최근까지는 '랭뮤어-블라젯 기법'을 이용해 자성박막을 만드는 시도들이 대부분이었다. 이 기법은 표면 압력 조절로 용액 위 나노입자를 원하는 배열로 단층 제작하는 기법인데, 자성을 유지하는 2차원 결정체를 합성하는 것은 불가능했다.
연구팀의 2차원 자성체는 첨단 신소재로, 스핀트로닉스 분야와 같이 자성을 사용하는 분야에서 활발한 연구가 진행되고 있다.
김기연 박사는 “이번 연구결과를 시작으로 원자 한 개 층의 자성체를 만드는데 도전할 것”이라며 “고효율, 고집적, 초경량 스핀트로닉스 분야에 사용할 새로운 물질로 자리매김할 수 있도록 후속 연구를 추진하겠다”고 밝혔다.
대전=김영준기자 kyj85@etnews.com
