한국 개척 ‘2차원 자성’ 연구, 세계 물리학계 표준됐다 - Nghiên cứu “từ tính 2 chiều” của Hàn Quốc trở thành tiêu chuẩn của ngành vật lý

Bài viết liên quan

 ▲ 박제근 서울대학교 물리천문학부 교수가 20일 세종시 정부세종청사에서 '2차원 자성 반데르발스’(van der Waals) 분야 연구 성과를 설명하고 있다. Ngày 20/4, tại trụ sở chính phủ ở Sejong, Giáo sư Park Jae Geun thuộc Khoa Vật lý và Thiên văn học, Đại học Quốc gia Seoul, đang trình bày về thành tựu nghiên cứu trong lĩnh vực “từ tính 2 chiều van der Waals”. (Ảnh: Yonhap News - 연합뉴스)

한국 연구진이 15년 이상 개척해 온 물리학 연구 분야가 전 세계 학계를 이끌 표준 지침서로 완성됐다. Một lĩnh vực nghiên cứu vật lý do các nhà khoa học Hàn Quốc tiên phong trong hơn 15 năm qua đã được hoàn thiện thành bộ tài liệu chuẩn định hướng cho giới học thuật toàn cầu.

박제근 서울대학교 물리천문학부 교수 연구팀의 ‘2차원 자성 반데르발스’(van der Waals) 분야 연구 논문이 물리학계 최고 권위지인 '리뷰스 오브 모던 피직스'(Reviews of Modern Physics)에 실렸다고 과학기술정보통신부가 22일 발표했다.

Bộ Khoa học, Công nghệ Thông tin và Truyền thông Hàn Quốc ngày 22/4 cho biết luận án về lĩnh vực “từ tính hai chiều van der Waals” của nhóm nghiên cứu do Giáo sư Park Jae Geun, Khoa Vật lý và Thiên văn học, Đại học Quốc gia Seoul, đứng đầu đã được đăng trên tạp chí vật lý uy tín hàng đầu thế giới Reviews of Modern Physics.

일상에서 흔히 접하는 자석은 부피를 가진 3차원 형태로 자성을 안정적으로 유지한다. 하지만 원자 한층 두께에 불과한 2차원 평면 상태에서도 자석 성질을 낼 수 있을지는 물리학계의 오랜 난제였다.

Các nam châm thường gặp trong đời sống có cấu trúc ba chiều với độ dày nhất định, nhờ đó có thể duy trì từ tính một cách ổn định. Tuy nhiên, việc liệu chỉ một lớp nguyên tử mỏng trong trạng thái hai chiều có thể tạo ra và duy trì tính từ hay không từ lâu vẫn là một bài toán khó của giới vật lý.

1943년 노르웨이 물리학자 라르스 온사거(Lars Onsager)가 이론적으로 가능성을 제시했으나 70여 년이 지나서야 박 교수 연구팀이 지난 2016년 실험으로 처음 입증했다. 영하 118도 이하에서 삼황화린철(FePS3) 자성 원자층을 추출해 2차원 자성 반데르발스 물질을 구현하는 데 성공했다.

Năm 1943, nhà vật lý Na Uy Lars Onsager đã nêu ra khả năng này về mặt lý thuyết, nhưng phải hơn 70 năm sau, đến năm 2016, nhóm nghiên cứu của Giáo sư Park Jae Geun mới lần đầu tiên chứng minh bằng thực nghiệm. Nhóm đã tách lớp nguyên tử có tính từ từ vật liệu FePS3 ở nhiệt độ dưới âm 118°C, qua đó thành công tạo ra vật liệu có từ tính hai chiều van der Waals.

이번 논문은 박 교수 팀이 지난 2010년부터 연구한 발자취를 체계적으로 집대성했다는 점에서 의미가 크다. Luận án lần này có ý nghĩa lớn khi hệ thống hóa một cách toàn diện quá trình nghiên cứu của nhóm Giáo sư Park kể từ năm 2010.

특히 새로운 양자 현상과 미해결 과제, 유망 연구 방향까지 제시해 향후 전 세계 관련 학계의 표준 지침서로 활용될 전망이다. 반데르발스 자성체 내 스핀 기반 양자현상 제어 기술로 차세대 스핀트로닉스 및 양자소자의 실현 가능성도 보여줘 향후 산업적 응용으로 이어지는 길을 열었다.

Đặc biệt, luận án không chỉ đề xuất các hiện tượng lượng tử mới, mà còn nêu ra những vấn đề còn bỏ ngỏ và hướng nghiên cứu triển vọng nên được kỳ vọng sẽ trở thành tài liệu chuẩn định hướng cho cộng đồng học thuật trên toàn thế giới trong thời gian tới. Công nghệ chế ngự hiện tượng lượng tử dựa trên spin trong vật liệu có từ tính van der Waals cũng cho thấy khả năng hiện thực hóa các thiết bị spintronics và linh kiện lượng tử thế hệ mới, qua đó mở ra triển vọng ứng dụng trong công nghiệp.

2차원 자성체는 기존 전자 소자의 성능과 전력 효율 한계를 뛰어넘는 초저전력 자기 메모리, 초고속 스위칭 소자 등을 개발하거나 양자제어플랫폼 설계 등에 두루 활용될 수 있다.

Vật liệu từ tính hai chiều có thể được ứng dụng rộng rãi trong việc phát triển bộ nhớ tiêu thụ siêu ít điện năng, các linh kiện chuyển mạch siêu tốc vượt trội về hiệu suất năng lượng hơn các thiết bị điện tử hiện nay, cũng như trong thiết kế các nền tảng điều khiển lượng tử.

서애영 기자 xuaiy@korea.kr
Bài viết từ Xu Aiying, xuaiy@korea.kr

Chia sẻ bài viết