일반기술

수소를 주입방법에 의한 전이금속 합금반도체의 자석화 방법

본 발명은 희박 자성 반도체에 관한 것으로 더욱 상세하게는 수소 주입 방법에 의한 전이금속 합금반도체의 자화 방법에 관한 것이다.수소 불순물이 자성반도체의 전기적 및 자기적 특성에 미치는 영향을 제일원리 유사퍼텐셜 계산을 통해 고찰하였다. 침입형 수소가 다리 결합의 형성을 통해 인접한 자기 불술문 사이의 강한 근거리 강자성 스핀-스핀 상호작용을 매개할 수 있음을 제시하였다. 몬테카를로 시뮬레이션에 의거한 결과는 H에 의해 매개되는 그러한 스핀-스핀 상호작용이 자유전하를 만들지 않고, 고온 강자성을 유도할 수 있음을 나타낸다.2-4-전이금속 반도체 또는 3-5-전이금속 반도체에 수소를 주입할 경우, 수소에 의한 스핀 결합 상호작용이 매우 크기 때문에 고온에서도 자성이 유지될 수 있다. 일반 자석은 자유전하농도에 의해 스핀 상호작용이 발생하지만, 본 발명의 경우 수소다리결합으로 스핀 상호작용이 발생하므로 자유전하가 없는 경우에도 자화가 가능하다.자유전자가 있는 일반 자석은 빛이 물질로 침투하지 못하므로 광학소재로 사용하기 곤란하지만, 본 발명의 수소주입에 의해 생성되는 자성반도체 자석의 경우 자유전하없는 상태에서 자성이 생성되기 때문에 자성광학소재로의 적용이 가능하다.또한 수소에 의한 스핀상호작용은 최소 Co-H-Co 분자 내로 한정될 수 있는 매우 근거리 상호작용이기 때문에, 나노크기의 자기구역내 자성을 한정할 수 있기 때문에 나노크기의 스핀조작이 가능하다. 이상의 결과를 토대로 분자자석 또는 나노자석이 제공될 수 있으며, 이상의 결과는 또한 MRAM 제조 등의 분야에 응용 가능하다.