# Altermagnets - 거의 한 세기만에 발견된 첫 번째 새로운 종류의 자석 > Clean Markdown view of GeekNews topic #22031. Use the original source for factual precision when an external source URL is present. ## Metadata - GeekNews HTML: [https://news.hada.io/topic?id=22031](https://news.hada.io/topic?id=22031) - GeekNews Markdown: [https://news.hada.io/topic/22031.md](https://news.hada.io/topic/22031.md) - Type: GN+ - Author: [neo](https://news.hada.io/@neo) - Published: 2025-07-17T10:28:19+09:00 - Updated: 2025-07-17T10:28:19+09:00 - Original source: [newscientist.com](https://www.newscientist.com/article/2487013-weve-discovered-a-new-kind-of-magnetism-what-can-we-do-with-it/) - Points: 1 - Comments: 1 ## Topic Body - 체코 출신 물리학자 **Libor Šmejkal**이 미술작품에서 영감을 받아 **새로운 형태의 자기(altermagnetism)** 를 이론적으로 예측함 - 기존에는 **강자성체(ferromagnetism)** 와 **반강자성체(antiferromagnetism)** 두 가지 자기만 알려져 있었으나, **제3의 자기 형태인 알터마그넷**이 실험적으로 확인됨 - **알터마그넷**은 총합 자기장은 0이지만, **전자 스핀 분리(spin-splitting)** 를 유도할 수 있어 **스핀트로닉스** 기술의 한계를 극복할 수 있음 - 실제로 **망간 텔루루화물(MnTe)**, **루테늄 디옥사이드** 등에서 알터마그네틱 현상이 실험으로 입증되었으며, **200개 이상 후보 물질**이 이론적으로 제시됨 - 연구팀은 나아가 **반(反)알터마그네틱(antialtermagnetic)** 이라는 **제4의 자기 형태**도 이론적으로 예측하며 자기의 세계를 넓혀가고 있음 --- ### Magnetism의 역사와 발전 - 자기는 고대 그리스 시절부터 알려졌으며, 오늘날 발전기, 스마트폰, 병원 스캐너 등 핵심 기술에 사용되고 있음 - 고전적 자기 개념은 **강자성체(모든 스핀 방향이 같아 자력이 형성되는 구조)** 와 **반강자성체(스핀 방향이 상쇄되어 겉보기 자력이 없는 구조)** 두 가지였음 - 2022년, Šmejkal은 이 모델로 설명되지 않는 현상을 바탕으로 **‘알터마그네틱’ 상태**를 이론화함 ### Šmejkal의 아이디어와 Escher의 대칭성 - **M.C. Escher의 Horseman 작품**에서 보이는 반복 대칭 패턴에서 영감을 받아 자기 대칭을 새롭게 해석 - 기존 반강자성체와 비슷하게 스핀은 번갈아 방향을 바꾸지만, **90도 회전된 방향**의 자기 모멘트가 나타나며 **결과적으로 스핀 분리 현상**이 발생함 - 이로 인해 전통적으로 불가능했던 구조 속에서도 **양방향 전자 스핀의 분리**가 가능함 ### 알터마그넷의 실험적 입증 - 2024년, 스위스 PSI 연구소의 **Juraj Krempaský** 팀이 **망간 텔루루화물(MnTe)** 에서 알터마그넷 현상을 관측 - 전자 움직임을 추적한 결과, Šmejkal의 이론과 높은 정합성을 보여줌 - 이어서 **루테늄 디옥사이드** 등에서도 알터마그넷 가능성이 확인됨 ### 스핀트로닉스와 알터마그넷의 가능성 - **스핀트로닉스(spintronics)** 는 전자 스핀을 활용해 정보를 저장하고 처리하는 차세대 기술 - 기존에는 강자성체만이 스핀 분리를 제공할 수 있어 **소형화와 집적화에 한계** - 알터마그넷은 **자력은 0이지만 스핀 분리 가능**, **간섭 없음**, **저전력**, **소형화** 가능성 등에서 이상적인 특성 보유 ### 새로운 물질 개발과 상용화 가능성 - 기존 반강자성체에 **기계적 압축(compressive strain)** 을 가하거나, **이종소재 적층(sandwich structure)** 으로 대칭성을 교란해 알터마그넷 상태를 유도 - 예: 압축을 가한 **rhenium dioxide**, 다층 구조로 만든 **적층 반강자성체** - 다만 인위적 방식은 실용성 부족 가능성이 있으며, **자연계에서 알터마그넷성을 갖는 물질 탐색**이 유망 - Šmejkal 팀은 **200개 이상의 후보 물질**을 이론적으로 도출함 ### 상용화를 위한 다음 단계 - **Oliver Amin** 연구팀은 MnTe의 자기 구조를 **가열과 냉각을 통해 제어** 가능함을 시연 - 이는 스핀트로닉스를 위한 **실용적 소재 구현**의 초기 단계로 평가됨 - MnTe는 이미 20년 이상 연구된 물질로, **고순도 합성 및 실험에 유리** ### 제4의 자기 형태: 반알터마그네틱 (Antialtermagnetism) - Šmejkal은 알터마그넷을 넘어 **지그재그형 스핀 대칭 구조**를 가지는 **반알터마그넷**을 이론화 - 전자 스핀들이 대칭적으로 배열되어 총합 자력은 없지만, **전자 이동 경로에 변화**를 주어 스핀 분리를 유도함 - 아직 논문은 **동료평가 전 단계**이나, 새로운 자기 현상의 가능성을 제시함 ### 결론 - 알터마그넷의 발견은 **자기의 개념을 확장**하고, **스핀트로닉스의 실용화를 가속화**할 수 있는 핵심 전환점 - 향후 10년 내 **상용화 가능한 신소재**로 이어질 가능성이 크며, 연구가 활발히 진행 중임 - Escher의 대칭성에서 출발한 이 연구는, **미술과 수학, 물리학이 만난 대표적 사례**로 주목받고 있음 ## Comments ### Comment 41506 - Author: neo - Created: 2025-07-17T10:28:19+09:00 - Points: 1 ###### [Hacker News 의견](https://news.ycombinator.com/item?id=44583171) - [archive.ph 링크](https://archive.ph/ObokU) - 내가 이해한 바로는, 이 기술의 진정한 장점은 솔리드 스테이트 방식의 자기 저장장치라고 생각함 기존 자기 저장장치는 자기장을 만들지만, 이 새로운 알터마그넷 소재는 자기장 생성 없이 외부 자기장에 반응함 그래서 장치들을 아주 조밀하게 배치할 수 있고, 간섭을 걱정할 필요가 없음 약한 전기 펄스로 비트의 0과 1을 읽고, 강한 펄스로 비트를 뒤집는 구조임 원자 자체를 뒤집는 것이기 때문에 구조를 파괴하거나 전하를 넣지 않아, 수명도 길고 읽기/쓰기 사이클도 거의 무한에 가까울 것으로 추정함 일반 실리콘 제조 공정과 호환 가능할 것으로 보고 있음 다만, 읽기 구조끼리 얼마나 촘촘하게 둘 수 있을지가 기술적 관건임 - 약한 전기 펄스로 비트 상태를 감지하고, 강한 펄스로 뒤집는다는 설명이 정말 훌륭하게 요점을 집어냄 Feynman 스타일의 통찰로 한 문장으로 완벽하게 정리한 점이 인상적임 - 이런 저장장치가 있다면 솔리드 스테이트 메모리뿐 아니라, Hall effect 기반 산업용 센서 전반에서 해상도와 노이즈 면역성이 대폭 향상될 거라 생각함 - 사실 기존의 "일반" 자성 소재도 자기장 방향을 전환할 수 있다는 점을 [이 논문](https://www.nature.com/articles/s41563-022-01354-7)에서 확인 가능함 - 기사에서 "Confirming that altermagnets exist" 섹션이 실제 용도 설명을 잘 다룸 전통적으로 스핀 기반 고밀도 정보 저장은 스핀이 자연스럽게 정렬된 소재(보통 강자성체)만 사용해 왔음 문제는, 강자성체는 거대한 자기장을 동반하여 실제 활용에 큰 걸림돌이 됨 새로운 알터마그넷은 스핀이 잘 배열되어 있으면서 각 원자 단