니켈 아이오딘의 강력한 자성 전기 특성으로 빠르고 컴팩트한 컴퓨터 메모리 혁신

Seoul텍사스 대학교와 막스 플랑크 물질 구조 및 역학 연구소의 과학자들은 아이오딘화 니켈(NiI₂)이 컴퓨터 메모리 기술을 혁신할 수 있음을 발견했습니다. 이 물질은 강한 자계 전기 결합을 가지고 있어 전기장과 자기장을 모두 통해 제어할 수 있습니다.

다음은 핵심 요약 내용입니다:

NiI₂는 다른 유사한 물질보다 더 우수한 자외전기 결합을 갖고 있습니다. 이로 인해 NiI₂는 자기 메모리와 같은 매우 빠르고 소형화된 장치 개발에 기여할 수 있습니다. 연구자들은 초단파 레이저 펄스를 이용하여 NiI₂의 전기 및 자기 질서 변화 측정을 수행했습니다. 또한, 이 물질이 매우 효과적인 이유를 밝히기 위해 상세한 계산을 진행했습니다.

오랫동안 과학자들은 전기장을 받으면 자기적 특성이 변하거나 그 반대의 특성을 가진 물질을 찾고자 노력해왔습니다. NiI₂는 이러한 능력이 뛰어난 것으로 밝혀져, 새로운 기술에 유망한 소재로 주목받고 있습니다.

연구자들은 매우 짧은 펨토초의 레이저 펄스를 사용하여 NiI₂를 자극하고 그로 인한 전기 및 자기적 특성 변화를 관찰했습니다. 그 결과 이 물질은 두 가지 이유로 전기적 및 자기적 특성이 매우 강하게 연결되어 있음을 발견했습니다. 첫 번째 이유는 아이오딘 원자에서 전자의 스핀과 궤도 운동 간의 강한 상호작용, 즉 스핀-궤도 결합입니다. 두 번째로 NiI₂의 특유한 자기적 배열인 스핀 나선 또는 스핀 헬릭스가 이러한 상호작용을 더욱 강하게 만듭니다.

UT의 박사후 연구원이자 이번 연구의 주요 저자인 프랭크 가오는, 매우 작은 규모에서 이러한 효과를 연구하는 것이 매우 어렵다고 말했다. 그럼에도 불구하고 그들의 성공은 멀티페로익스 분야에서 중요한 진전을 보여준다.

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NiI₂ 같은 재료는 다양한 방법으로 활용될 수 있습니다.

• 기존 메모리 기술보다 더 빠른 데이터 저장 및 검색이 가능하며, 작고 에너지 효율적인 자기 컴퓨터 메모리.
• 양자 컴퓨팅 플랫폼에서의 상호 연결 기술.
• 화학 및 제약 산업에서 품질 관리와 약물 안전성을 보장하기 위한 화학 센서.

또 다른 주요 저자인 대학원생 펑신위에(Xinyue Peng)는 이번 발견이 특히 자기 메모리에 적용될 경우 빠르고 에너지 효율적인 자성 전자기기 개발로 이어질 수 있다고 언급했다.

연구팀은 그들의 발견이 유사한 특성을 가진 다른 소재를 찾는 데 도움을 줄 수 있다고 생각하고 있습니다. 또한, NiI₂에서의 자성전기 상호작용을 향상시키는 추가 연구가 가능성을 확대할 것이라고 믿고 있습니다.

이 연구는 다양한 기관들의 지원을 받았습니다.

이 프로젝트는 텍사스 대학교, 막스 플랑크 물질구조 및 다이내믹스 연구소, 아카데미아 시니카, 브레멘 대학교, 캘리포니아 공과대학교의 연구자들이 협력하여 진행되었습니다. 그들의 공동 연구는 미래 컴퓨터 메모리 발전에 크게 기여했습니다.