[헤럴드경제=구본혁 기자] 과학기술정보통신부는 한국과학기술원(KAIST) 박병국 교수 연구팀이 자성메모리(MRAM)의 새로운 동작 원리인 열을 활용해 스핀전류를 생성하는 소재기술을 개발했다고 23일 밝혔다.
자성메모리는 실리콘 기반의 기존 반도체 메모리와 달리 얇은 자성 박막으로 만들어진 비휘발성 메모리 소자다. 외부 전원 공급이 없는 상태에서 정보를 유지할 수 있으며 집적도가 높고 고속 동작이 가능한 장점으로 차세대 메모리로 각광받고 있다.
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| 스핀너른스트 현상을 이용한 열인가 자성메모리의 개략도 [제공=과기정통부] |
자성메모리의 구동은 자성소재에 스핀전류를 줘 자성의 방향을 제어하는 방식으로 이뤄진다. 이때 기존 자성메모리는 스핀전류를 전기로 생성하는데, 연구팀은 열로 스핀전류를 발생시키는 소재기술을 개발했다.
그동안 열에 의해 스핀전류가 생성되는 현상, 즉 스핀너런스트 효과(Spin Nernst Effect)가 이론적으로는 발표됐지만, 기술적 한계로 실험적으로 증명되지는 못한 상태다.
연구팀은 스핀궤도 결합이 큰 텅스텐과 백금소재를 활용하고 스핀너런스트 자기저항 측정방식을 도입, 스핀너른스트 효과를 실험적으로 규명했고, 열에 의한 스핀전류의 생성효율이 기존의 전기에 의한 스핀전류의 생성효율과 유사함을 밝혀냈다.
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| 박병국 KAIST 신소재공학과 교수 [제공=과기정통부] |
박병국 교수는 “이번 연구는 열에 의한 스핀전류 생성이라는 새로운 물리현상을 실험적으로 규명한 것에 의미가 크고, 추가 연구를 통해 자성메모리의 새로운 동작방식으로 개발할 예정”이라며 “열에 의해 동작하는 자성메모리의 개발은 전력소모를 획기적으로 낮출 수 있어 웨어러블, 모바일 및 사물인터넷 등 저전력 동작이 요구되는 전자기기의 발전에 기여할 것”이라고 말했다.
이번 연구성과는 국제학술지 ‘네이쳐 커뮤니케이션즈’ 11월 9일자에 게재됐다.
nbgkoo@heraldcorp.com
