'스핀트로닉스' 최신 연구동향·발전전략 '네이처 머터리얼스' 1월호 표지논문 게재 KAIST 물리학과 이경진 교수, 김세권 교수 연구팀이 스핀 기반 차세대 반도체 기술 '스핀트로닉스'의 최신 연구 동향 및 미래 발전 전략을 정리한 `준강자성체 기반 스핀트로닉스' 리뷰 논문을 물리 및 재료 분야의 세계적인 학술지 '네이처 머터리얼스' 2022년 1월호에 표지논문으로 게재했다고 6일 밝혔다. 준강자성체는 반강자성체와 같이 서로 이웃하는 자성 이온이 반대 방향으로 정렬되지만, 서로 자성의 크기가 달라서 물질 전체적으로는 자발적인 자성이 남아있는 물체다. 스핀트로닉스는 성장 한계에 다다른 기존 반도체 기술의 근본적인 문제점들을 전자의 양자적 성질인 스핀을 이용해 해결하고자 하는 연구 분야다. 기존 정보처리 기술을 혁신적으로 발전시켜 초고속 초고집적 차세대 반도체 기술을 구현할 것으로 기대되고 있다. 스핀트로닉스 장치의 핵심 구성 요소는 자성체이기 때문에, 스핀 기반의 초고속 초고집적 정보처리를 구현하기 위해서는 최적의 자성 물질을 규명하는 것이 필수적이다. 지난 수십년간 스핀트로닉스에서 주로 사용돼왔던 강자성체는 스핀 동역학 속도가 기존 정보 처리 기술의 수준과 유
헬로티 김진희 기자 | 국내 연구진이 자성체 기반의 차세대 정보처리 및 저장 디바이스의 효율을 더욱 향상시킬 핵심 메커니즘을 최초 규명했다. DGIST는 신물질과학전공 홍정일 교수팀과 한국표준과학연구원 황찬용 박사팀이 자성체 내 자구(磁區, magnetic domain)의 이동 메커니즘에 대한 상호 작용을 밝혀내고, 이를 효율적으로 미세 제어할 수 있는 새로운 스핀트로닉스 응용 구조를 제시했다. 90년대부터 스핀트로닉스 전자공학이 본격 도입되면서 더 많은 정보의 저장 및 처리가 가능한 차세대 자성 메모리 및 정보처리 소자, 고효율 센서 기술들이 개발되고 있다. 스핀트로닉스 기술은 자성체의 자기 상태를 전기적으로 제어해 정보를 처리, 저장하는 고성능-고효율 컴퓨팅 기술 구현의 핵심 원리다. 자성체 내의 정보 이동 및 처리를 담당하는 소자의 작동원리는 자화 반전(flux reversal) 현상을 통해 일어나는데, 자구의 다양한 움직임과 확장 등을 통한 이동 특성에 의해 결정된다. 자구는 자성체가 일정한 방향성을 갖고 정렬돼 있는 미세한 구역인데, 자구의 배열을 통해 0과 1로 구성된 최소 데이터 단위인 비트(bit)를 생성한다. 이 때문에 자구의 움직임을 제어해