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연구진은 이렇게 구현된 철 원자막은 지금까지 알려진 원자 간 간격과는 현저히 차이가 나며 3차원 구조와는 다른 물성을 갖는다는 사실을 규명했다.
이번 연구성과는 미국과학진흥협회가 발간하는 세계 최고 권위의 과학저널 ‘사이언스’지에 14일자로 게재됐다.
연구팀은 TEM으로 그래핀에 기공을 만든 뒤 철 원자가 구멍을 메워도록 해 독립된 2차원 구조의 금속막을 구현했다. 이 물질은 기존 3차원 구조가 갖는 원자 간격과 전혀 다른 결과를 갖는다. 기존 연구결과에서도 2차원 구조의 단일층 금속박막을 구현한 사례가 있지만 구리나 텅스텐 등 기판으로 지지한 것이기 때문에 완벽하게 독립된 형태의 2차원 구조로 보기는 어려웠다.
연구진이 구현한 2차원 구조의 철 단일층 금속박막은 기존 3차원 구조 물질보다 큰 폭으로 향상된 물성을 갖게 될 것으로 예상된다. 기존 자기기록에 쓰이던 물질 관련 연구에 큰 파급효과를 미칠 것으로 판단된다. 또한 광학적·전기적 물성도 기존 3차원 구조의 특성과는 다른 물성을 나타낼 것으로 보인다.
러멜리 IBS 그룹리더는 “이번 성과는 3차원 구조로만 존재하던 금속원자 배열을 독립된 2차원 구조로 구현했다는 데 의의가 있다”며 “본 원자의 배열에서 이론적 결과치로 예상되는 급격한 자기 모멘트의 향상은 앞으로 전기적·광학적·자기적인 연구와 응용에 상당한 파급효과를 미치게 될 것으로 기대된다”고 말했다.
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