자석 기술의 새로운 발전으로 효율성과 성능이 향상될 수 있습니다.

MIT 플라즈마 과학 및 융합 센터의 연구원들은 자석 기술 분야에서 상당한 진전을 이루었습니다. 양자 효과를 활용하여 팀은 비정상적인 홀 효과와 베리 곡률을 성공적으로 제어하여 재료 응용에 대한 새로운 가능성을 열었습니다. Nature에 발표된 연구 결과는 계산, 전자, 로봇 공학과 같은 다양한 분야에서 효율성과 성능을 향상시키기 위해 크롬 텔루라이드를 사용하는 것을 강조합니다.

1879년에 발견된 홀 효과는 전류가 흐르는 금속 스트립에 자석을 직각으로 놓을 때 전류가 편향되는 것과 관련됩니다. 양자역학을 통해 우리는 이러한 비대칭적 행동을 이해하고 조작할 수 있습니다. 전자의 흐름을 벗어나는 베리 곡률(Berry curvature)이라는 양자 개념을 활용해 연구자들은 자기장 없이도 전기의 흐름을 효율적으로 제어할 수 있다. 이 현상은 변칙 홀 효과로 알려져 있으며 광범위하게 적용됩니다.

연구팀의 연구를 통해 외부 힘이 가해졌을 때에도 변칙적인 홀 효과를 나타내는 변형률 조정 가능 물질이 개발되었습니다. 이 물질은 산화알루미늄 또는 티탄산스트론튬 기본층과 그 위에 텔루르화 크롬 원자층으로 구성됩니다. 자성 화합물과 베이스 레이어 사이의 상호 작용은 재료에 유연성을 부여합니다. 변형이 가해지면 재료는 전자를 전도하는 능력을 유지하여 전자가 다른 경로를 통해 흐를 수 있게 합니다. 이로 인해 이 화합물은 유연한 전자 장치에 이상적입니다.

로봇 공학에서는 변형 조정 가능 재료를 사용하여 손상을 일으키지 않고 생물학적 요소 주위로 늘어날 수 있는 소프트 센서를 만들 수 있습니다. 또한 신축성 있는 소재는 신축 정도에 따라 다양한 양의 데이터를 저장할 수 있으므로 데이터 저장 분야에도 잠재적인 응용이 가능합니다.

이 기술의 채택 여부는 비용, 기존 CMOS 제조 기술 적용 필요성 등의 요인에 따라 달라집니다. 그러나 추가 연구 및 개발에 대한 강력한 지원이 있습니다. 이 연구는 미국 연구청, 미국 국립과학재단, 매사추세츠 공과대학, 기타 정부 및 연구 기관으로부터 자금을 지원 받았습니다.

전반적으로 자석 기술의 이러한 발전은 컴퓨터 시스템, 전자 및 로봇 공학의 효율성과 성능을 향상시켜 다양한 산업에 혁명을 일으킬 수 있는 잠재력을 가지고 있습니다.