1. 연구/논문명 : Linearly polarized light-induced magnetism in bilayer MoSe₂

2. 기관명/저널명 : Springer Nature / Nature Communications

3. 교수명(국문) : 김동언

4. 교수명(영문) ; DONG EON KIM

5. 연구/논문게시일 : 2026 10 5 

6. 링크 : https://www.nature.com/articles/s41467-026-77987-y 

7. 관련 내용

포항공과대학교(POSTECH·포스텍) 물리학과/첨단원자력 공학부 김동언 교수 연구팀이 광주과학기술원(GIST) 물리광과학과 신동빈 교수 연구팀과 공동으로, 자성이 없는 2차원 반도체인 2층 이셀레늄화몰리브덴(bilayer MoSe2)*에  '선헝 편광'* 빛을 쪼여 세계 최초로 거시적 자성을 유도하는 데 성공하며 그 결과를 국제학술지 '네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications)'에 2026년 10월 5일호 발표하였다. 

 원자 몇 개 두께의 2차원 물질은 층을 쌓는 방식이나 각도에 따라 초전도, 강유전성 등 전혀 다른 성질이 나타나 차세대 양자 소자의 핵심 재료로 주목받고 있다. 최근에는 한발 더 나아가  레이저 펄스로 물질의 성질을 원하는 대로 바꾸는 '주문형 물질 (materials on demand)' 연구가 활발히 이루어지고 있다.

 한편, 지금까지 빛으로 자성이 없는 물질에 자성을 만들려면 나선처럼 회전하는 원헝 편광 빛이 필요한 것으로 알려져 왔다. 원형 편광은 회전 방향에 따라 각운동량을 지녀 특정 스핀의 전자만 골라 들뜨게 할 수 있지만, 회전 방향이 없는 선형 편광 빛은 좌우 대칭이어서 스핀을 한쪽으로 몰아줄 수 없기 때문이다. 실제로 단층 MoSe2 단층에서는 원형 편광으로만 밸리* 선택적인 자성이 유도되며, 선형 편광으로는 아무런 자성 신호가 나타나지 않는다.

 이에 따라 원형 편광 빛이나 외부 자기장 없이도 빛으로 자성을 만들 수 있는 새로운 메커니즘, 특히 원자의 진동(포논)이 전자 스핀에 미치는 영향을 적극 활용하는 연구 (포논과 스핀 상호 작용 연구)가 필요한 실정이었다. 이번 연구 성과는 빛으로 자성을 유도하려면 회전하는 원형 편광* 빛이나 외부 자기장이 필요하다는 기존의 한계를 극복한 것으로, 빛만으로 전자의 스핀을 초고속 제어하는 차세대 스핀트로닉스* 소자에 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

 위 연구는 과학기술정보통신부·한국연구재단이 지원하는 막스플랑크포스텍코리아 사업, 기초연구사업(신진연구, 중견연구), 미래기반 가속기 전문 인력 양성사업, 한국산업기술진흥원(KIAT), 교육부 글로컬대학30 사업, 국가슈퍼컴퓨팅센터(KSC)의 지원을 받았다. 

 연론 기사 “2차원 반도체 쌓고 빛으로 자성 유도…차세대 양자소자 개발'토대' (E동아, 동아사이언스, 헤럴드경제, 아시아경제, 전자신문, 남도일보)