신성철 KAIST 교수(물리학·사진)와 류광수 박사팀이 자구벽 미세구조 변화가 거듭제곱법칙에 미치는 영향을 세계 최초로 규명했다. 세계 물리학계의 20년 숙제였던 같은 차원의 자성체에서 거듭제곱법칙(power law) 분포지수가 왜 다양한 값을 갖는지에 대한 해답을 신교수가 제시한 셈이다. 신 교수의 연구결과는 '네이처 피직스' 16일자 인터넷판에 게재된다.  

물리학계에서는 지진의 강도와 빈도, 사람들의 이동거리와 빈도수, 인터넷 연결망수와 빈도수 등 피상적으로 보기에는 불규칙하게 보이는 현상들도 서로 상관관계가 있을 것으로 보아왔다. 최근 과학자들에 의해 이 상관관계를 한 가지법칙으로 설명할수 있음이 밝혀지고 있는데, 그것이 바로 거듭제곱법칙이다.

신 교수와 류광수 박사팀은 광자기 현미경이라는 특수 현미경을 제작, 자구역 전 과정을 400 나노미터 분해능으로 실시간 직접 관찰해 자구벽의 미세구조 변화가 거듭제곱법칙 분포지수 변화에 결정적 영향을 미친다는 사실을 밝혀냈다.

KAIST측은 "신 교수팀의 이번 연구 결과는 거듭제곱법칙 분포지수가 자성체의 차원(dimension)에만 의존한다는 학계의 기존 학설을 뒤집는 발견"이라며 "21세기 새로운 기술혁명의 하나인 스핀트로닉스 기술구현에 장애가 되고 있는 잡음현상을 정확히 이해하고 개선하는데 크게 기여할 것"이라고 평가했다.

신 교수는 오는 11월 미국 플로리다에서 개최되는 자성분야 최대학회인 '자성 및 자성체학회'에 초청받아 강연할 예정이다.

용어 설명

자구벽: 서로 다른 자화방향을 가지는 두 자기구역을 구분하는 경계면이다. 자성체에 자기장을 가하면 자구벽이 새로 생성되거나 기존의 자구벽이 움직이는 형태로 자화역전이 일어난다.

스핀트로닉스: 자성체의 전자가 스핀을 가지고 있다는 사실에 착안, 자성체 스핀을 이용하여 혁신적 새로운 소자를 구현하는 차세대 신기술 분야다. 스핀트로닉스 기술은 지난 50 여년간의 일렉트로닉스 혁명(전자혁명)에 견줄만한  21세기 새로운 기술혁명으로 예상하고 있다. 예를 들면, 기존 정보저장 밀도의 100배 이상에 해당하는 고용량 하드디스크 개발, 차세대 비휘발성 메모리 소자 개발, 새로운 개념의 초고밀도 정보저장소자 개발 등이 그것이다.