자연계에 없는 섬아연광형 망간 비소 결정을 망간 비소 기판 위에 성장시키는데 성공, 전자구조도 밝혀 구극의 TMR 소자 개발로 東京대학과 산업기술종합연구소의 연구팀은 자연계에는 없는 섬아연광형 망간·비소 결정을 망간·비소 기판 위에 성장시키는데 성공했다. 방사광을 사용, 섬아연광형 특유의 전자구조도 밝혔다. 이 구조의 망간·비소 결정은 전자스핀의 방향이 모두 일정한 완전스핀 편극 강자성체로 구극의 터널형 자기저항(TMR)헤드나 자기 스위치 등으로 이어진다. 이 팀은 東大대학원 공학계 연구과의 尾嶋正治 교수, 小野寬太 조교, 대학원 신영역창성과학연구과의 藤森淳 교수 등과 산총연의 秋永廣幸 주임연구원으로 구성. 이번 성과는 신에너지·산업기술종합개발기구의 나노기능합성기술 프로젝트의 일환이다. 尾嶋교수 등은 갈륨·비소 기판의 표면장력을 약하게 하기 위해, 표면을 1층 분량의 유황원자로 감싸는 연구를 했다. 그 위에 약 200℃에서 망간·비소를 결정성장시킨 결과, 유황층 위에 섬 모양으로 이어져 형성되어 기판과 같은 섬아연광형 결정구조가 복사된 것을 투과형 전자현미경(TEM)으로 확인했다. 이 전자상태는 물질구조과학연구소의 방사광을 이용하여 조사했다. 그 결과, 희박자성반도체로서 주목되고 있는 섬아연광형 갈륨·망간·비소 결정과 전자구조가 비슷하고, 박막상태인 6박정 망간·비소와는 전혀 다르다는 것을 알았다. 이러한 나노구조의 해석을 더욱 진전시키기 위해 東大는 柏캠퍼스(千葉縣)에 고휘도 광원을 건설할 준비를 하고 있다. 보통, 갈륨·비소 기판 위에는 육방정 망간·비소만이 성장한다. 육방정 망간·비소는 스핀 편극도가 크지 않다. 만약 섬아연광형이라면 100%의 스핀 편극도가 얻어질 것이라고 東北대학의 白井正文 교수가 이론계산에서 예언했다. 이번에 이 이론계산을 실증한 것이 된다. 연구팀은 00년말에 100% 편극도의 섬아연광형 크롬·비소 결정성장에 성장했는데, 尾嶋 교수는 「크롬·비소 쪽이 단위체적당 자화가 크고, 제어성이 우수하다」고 이번 성과의 의의를 밝혔다. (NK)