흡착원자의 자성을 이용한 메모리

전문가 제언

표면에 흡착된 단일 자성 원자는 흡착원자(adatom)라고 불리며 궁극의 길이 크기에서 정보 저장과 처리가 가능한 기반을 제공한다. 이런 개념은 흡착원자의 자기모멘트 m이 에너지 측면에서 유리한 공간배위의 자기 이방성 에너지(Magnetic Anisotropy Energy; MAE)에 근거를 둔다. 여기서 m은 스핀모멘트와 궤도모멘트를 합친 값이다. 에너지의 손실이 없이 m이 어느 방향에서나 자유롭게 회전할 수 있는 자유 원자와는 다르게 큰 MAE는 m이 충분한 시간동안 고정된 배위를 유지할 수 있도록 한다. 안정되고 강력한 자기 기억저장을 위해서 큰 MAE 값이 바람직하다. Rau 등은 MAE를 더 높일 수 있는 적당한 기판과 흡착원자 페어링(pairing)을 선택하여 원자 크기에서 정보저장을 실현할 가능성이 있는 방법을 보여주었다.

 

MAE는 흡착원자와 주변의 기판 원자의 궤도 형태에 의해 생기는 정전 에너지인 리간드장(ligand field)에서 유래하며 자기모멘트를 일으키는 원자 준위의 축퇴를 파괴한다. 이런 에너지 상황은 스핀-궤도 결합(Spin-Orbit Coupling; SOC)과 연합하여 최종 MAE를 생성한다. 단일 흡착원자를 안정화하려면 MAE를 극대화하여 m을 열 요동으로부터 보호해야한다. 결과적으로 큰 MAE를 위한 중요한 구성요소는 큰 SOC 에너지, 큰 궤도 모멘트, 강한 리간드장이다. 첫째 조건은 흡착원자 종을 잘 선택하여 극대화할 수 있다. 유감스럽게도 다른 두 조건은 보통 서로 반대의 상관관계를 갖는다.

저자

A A Khajetoorians and J Wiebe

자료유형

연구단신

원문언어

영어

기업산업분류

기초과학

연도

2014

권(호)

344()

잡지명

SCIENCE

과학기술
표준분류

기초과학

페이지

976~977

분석자

박*철

분석물

• 흡착원자의 자성을 이용한 메모리.pdf [247,583 byte]

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