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보고서 상세정보

Ni(111)위 그래핀 나노리본의 자기화 과정

보고서상세정보
등록일자 2011-02-21
초록 ○ 그래핀(graphen)은 탄소원소가 벌집모양의 6각형 격자점 평면에 꽉 들어찬 2차원 탄소 동소체다. 그래핀이 실험적으로 발견된(2004년) 지는 수년밖에 안되지만 기초과학분야와 응용분야에 많은 연구결과가 발표되었다. 마침 2010년에는 A. K. Geim 교수 등이 그래핀 연구로 노벨 물리학상을 수상하게 되는 계기로 그래핀 연구는 더욱 더 탄력을 받게 되었다.

○ 그래핀이 안정된 자성만 갖게 되면 적은 자기장으로 전자의 스핀정보를 쉽게 제어할 수 있으므로 안정된 자성을 갖게 하는 것은 그래핀 연구의 중요한 과제가 되었다. 그래핀 연구의 세계적인 권위자인 컬럼비아대의 김 필립 교수의 역량이 국내 연구진에게 긍정적으로 작용하고 있는 가운데 성균관대의 홍병희 교수, 포항공대의 지승훈 교수 연구진들이 우수한 연구결과들을 발표하였다.

○ 지그재그 그래핀 리본(ZGNRs, zigzag graphen ribbons)의 자기적 기저상태는 가장자리 간 반평행 스핀(APIES, antiparallel enteredge spin)으로 알려져 있다. 만일에 ZGNRs이 얼마 정도의 자성을 갖게 되면 전자의 전하 정보와 함께 스핀 정보를 동시에 제어하는 스핀트로닉스(spintronics)의 게이트웨이를 열 수 있는 계기가 된다. 그런데 Ni(111)을 기판으로 하는 ZGNRs/graphen/Ni(111) 구조에서 편평한 밴드 자성(flat-band magnetism)이 생성됨을 이 리뷰에서 확인한 것이다.

○ 지금까지는 독립된 ZGNRs의 APIES상태가 그래핀 리본의 기저상태라고 알려져 있지만, 이 리뷰에서 ZGNRs/graphen/Ni(111)의 PIES-1(parallel enteredge spin)상태의 에너지가 독립된 ZGNRs의 APIES상태보다 4.2 meV/cell만큼 더 낮은 것을 확인하였다. ZGNRs/graphen/Ni(111)구조에서 안정된 자기화 밴드를 갖는 ZGNRs를 도입할 수 있다는 것은 그래핀의 스핀트로닉스 응용에 기대를 갖게 하는 중요한 결과라 할 수 있다.
출처 RESEAT