Description
기존의 전자공학(electronics)이 ‘전하’와 ‘스핀’이라는 전자의 두 가지 기본 물성 중 ‘전하’만을 이용하던 것에 반해, ‘스핀트로닉스(spintronics)’는 나머지 하나인 ‘스핀’에서 기인하는 물성에 대해 폭넓게 이해하고, 나아가 새로운 물리 및 기술로의 응용을 염두에 두고 나날이 발전 중인 새로운 분야다. 전자가 스핀을 가진다는 사실은 오래 전부터 알고 있었지만, 나노 기술의 발전에 힘입어 스핀의 물성 현상을 직접 관측하고 이해하여 활용하기 시작한 것은 비교적 최근의 일이다. 유럽의 두 물리학자 페르(A. Fert)와 그륀베르그(P. Gruenberg)가 거대자기저항효과를 발표한 1987년이 스핀트로닉스의 원년이라고 할 수 있다.
스핀트로닉스는 단지 물성물리뿐만 아니라 공학적 응용 분야에서도 크게 각광 받고 있으며 거대자기저항 효과는 이미 90년대 말 하드디스크에 적용된 공로를 인정받아 2007년도에 페르와 그륀베르그 교수의 노벨물리학상 수상을 이끌어 낸바 있다. 이와 함께 최근 차세대 메모리로 각광 받는 MRAM(magnetic random access memory)역시 스핀트로닉스를 기반으로 한 기술이다
이 분야의 이 분야의 세계적 석학인 두 저자는 스핀트로닉스와 관련된 물리를 설명하는 핵심 개념인 ‘스핀류(spin current)’에 대한 발견과 그에 대한 물리학적 정의, 성질, 최근의 연구 동향에 대해서 학부생 3~4학년 수준에서 접근할 수 있는 눈높이로 상세히 기술한다. 스핀류를 생성하고 제어하는 응용에 대해 ‘스핀 밸브(spin valve)’부터 ‘위상학적절연체(topological insulator)’까지 여러 사례들을 통해 설명해 두었다.
스핀트로닉스는 단지 물성물리뿐만 아니라 공학적 응용 분야에서도 크게 각광 받고 있으며 거대자기저항 효과는 이미 90년대 말 하드디스크에 적용된 공로를 인정받아 2007년도에 페르와 그륀베르그 교수의 노벨물리학상 수상을 이끌어 낸바 있다. 이와 함께 최근 차세대 메모리로 각광 받는 MRAM(magnetic random access memory)역시 스핀트로닉스를 기반으로 한 기술이다
이 분야의 이 분야의 세계적 석학인 두 저자는 스핀트로닉스와 관련된 물리를 설명하는 핵심 개념인 ‘스핀류(spin current)’에 대한 발견과 그에 대한 물리학적 정의, 성질, 최근의 연구 동향에 대해서 학부생 3~4학년 수준에서 접근할 수 있는 눈높이로 상세히 기술한다. 스핀류를 생성하고 제어하는 응용에 대해 ‘스핀 밸브(spin valve)’부터 ‘위상학적절연체(topological insulator)’까지 여러 사례들을 통해 설명해 두었다.
스핀류와 위상학적 절연체
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