일본산업뉴스요약

전자 스핀, 자유자재로 조작
도쿄대, 레이저광 이용 방법 개발

도쿄대학 물성연구소의 야지(矢治) 교수와 고모리(小森) 교수의 연구 그룹은 레이저 광(光)을 사용하여 전자의 스핀을 자유자재로 조작하는 방법을 개발하였다. 특정 방향에 스핀이 몰린 전자 만을 레이저 광을 이용하여 Bismuth 단결정에서 추출, 그 방향을 제어할 수 있었다. Bismuth 단결정 이외의 물질에도 적용 가능하다고 한다. 성과는 국제학술지인 Nature Communications에 게재되었다.

전자는 양극과 음극의「전하」와 함께 자기적인 성질을 나타내는「스핀」을 갖는다. 스핀 방향의 정밀한 관측이나 제어는 Spintronics의 실현이나 전자공학에서 중요한 기술이 되었다. 전자 스핀의 광 제어는 Spintronics나 전자 컴퓨터 등에 대한 응용을 기대할 수 있다.

레이저의 편광 방향을 임의의 각도로 하면, 상향과 하향의 스핀이 동시에 방출된다. 연구 그룹은 이들의 스핀을 중복시켜 임의 방향의 스핀을 만들어 내는 데 성공하였다. 전자 간섭 효과를 고려하여「광 스핀 제어」의 기본 원리를 발견, 실증하였다.

Spintronics 분야 중에서도 특히 광을 이용한 스핀 제어나, 스핀 조작을 가능하게 하는「스핀 편극전자원(Spin Polarized Electron Source)」의 발견 등으로 이어진다.

스핀 편극전자원은 갈륨비소(Gallium Arsenide)를 사용한 것이 일반적이지만, 스핀의 방향을 자유자재로 조작할 수 없다는 것이 약점이었다.

  -- 끝 --