테크노트 포스텍 포항가속기연구소 “양자 스핀 파동 4차원 시공간 시각화 성공”

포스텍 포항가속기연구소(PAL)의 천세환 박사팀(XFEL 빔라인부)은 포항가속기연구소의 4세대 선형 방사광 가속기(엑스선 자유 전자 레이저)를 이용해 세계 최초로 양자 스핀 파동의 4차원 시공간 내 시각화에 성공했다. 빅데이터와 AI가 크게 발전하면서 하드디스크와 같은 대용량 저장 장치가 더욱 중요해지고 있다. 자성체 기반 저장 장치의 용량과 처리 속도를 더 높이기 위해서는 소재의 특성을 빠르게 제어하는 기술이 필요하다. 가장 주목할 만한 기술 중 하나는 빛을 이용해 자성 소재의 특성을 제어하는 옵토-스핀트로닉스(opto-spintronics)다. 4세대 선형 방사광 가속기인 엑스선 자유 전자 레이저는 수십 펨토 초의 펄스 시간 폭 덕분에 초고속으로 일어나는 자성 소재 특성 변화를 관측할 수 있다. 이를 이용해 옵토-스핀트로닉스 기술 구현을 위한 새로운 자기 상태(magnetic state)를 발견할 수 있다. 빛의 흡수를 통해 평형 상태에서 벗어난 자기 성질은 '결맞는 양자 스핀 파동(coherent magnon)'을 통해 드러날 수 있다. 이로써 빛-물질 상호 작용에 대한 이해는 물론, 빛으로 자기 상태를 제어하는 새로운 기능의 발견으로도 이어질 수 있다

• 이창현 기자
• 2023-07-26 09:15