물리학의 109년 난제 해결, 미시·거시세계 각운동량 전달 메커니즘 규명

물리학의 109년 난제 해결, 미시·거시세계 각운동량 전달 메커니즘 규명

이종석 GIST 교수팀이 인공 구조물에서 카이랄 열포논의 생성을 확인, 미시세계와 거시세계를 연결하는 각운동량 전달 메커니즘을 규명했습니다.

주요 내용

• 카이랄 열포논: 격자가 집단적으로 회전하며 전파하는 포논, 거울상이지만 겹치지 않는 성질
• 각운동량 보존 법칙: 고전역학과 양자역학에 적용되는 근본적인 법칙
• 연구 배경: 1915년 아인슈타인-더 하스 효과, 각운동량 전달 메커니즘 규명되지 않음
• 연구 성과: 자성 산화물 SrRuO3와 비자성 산화물 SrTiO3 결합, 카이랄 열포논 생성 및 실시간 관측

연구 방법

• 광여기 유도: SrRuO3에서 초고속 자기소거, 카이랄 열포논 생성
• 펨토초 레이저 측정: 시분해 자기광학 커 효과 측정으로 실시간 관측

연구 의의

최인혁 박사과정생, 이종석 교수는 이번 연구가 스핀 공학과 포논 공학의 접점 가능성을 보여주며, 다기능성 나노 소자 개발에 중요한 기초를 제공했다고 평가했습니다.

연구 지원 및 발표

이번 연구는 한국연구재단의 중견연구자사업, 신진연구자사업, 나노 및 소재 기술개발사업 등의 지원을 받아 이루어졌으며, 연구 결과는 '네이처 나노테크놀로지'에 게재되었습니다.