유철연 인하대 연구팀, 스핀 소용돌이 만드는 힘 측정 성공(07.28)

저전력·고밀도 비휘발성 스핀메모리 구현…"수천 배 빠른 D램 제작 길 열어'

 

 

박성민 기자 (sungmin8497@hellodd.com)

 

▲그림 a는 브릴루앙 광산란 실험의 개략도와 시료의 구조다. 시료의 표면에서 발생하는 스핀파의 전달을 도식했다. 그림 b는 실험 결과로 브릴루앙 광 산란에서 발생한 스핀파의 에너지가 진행방향에 따라서 차이가 남을 보여주고 있다.<사진=연구팀 제공>

국내 연구진이 이론적으로만 예측되던 스핀 소용돌이를 만드는 힘을 측정하는 데 성공했다.

한국연구재단(이사장 정민근)은 유천열 인하대 연구팀이 중금속과 자성체의 계면에서 발생하는 비대칭 교환 상호작용의 힘을 정량적으로 측정하는 데 성공했다고 28일 밝혔다.

연구팀은 중금속인 플래티늄 박막 위에 강한 자성체인 코발트를 1~2nm로 입힌 시료와 코발트 합금(CoFeB)을 같은 두께로 입힌 시료의 2가지 물질로 실험을 진행했다.

이 실험은 빛이 자성체에 부딪힌 후 빛 에너지 변화를 통해 자성체가 가지고 있는 특성을 분석하는 방법이다.

연구팀은 이 실험에서 2가지 시료에서 모두 스커미온을 만드는 DMI의 크기를 정확하게 구해냈다. 이를 통해 DMI와 자성 물질 두께의 상관관계를 확인하고 그 원인이 두 물질 층의 경계면에 있다는 것을 밝혔다.

연구팀은 이 기술이 향후 DMI를 제어하는 기술 개발로 이어져 스커미온 기반 스핀 메모리 소자를 개발하는 데 크게 기여할 것으로 예상하고 있다.

유철연 교수는"이번 연구 성과는 SRAM, DRAM과 같은 기존 메모리에 비해 저장 용량이 수십~수백 배 크고 동작 속도도 수천 배 빠를 수 있다"며 "제2세대 스핀 기반 메모리 소자개발에 있어 핵심기술이 될 것"이라고 말했다.

한편, 연구 결과는 과학 학술지인 '네이처 커뮤니케이션'(Nature Communications)지 온라인판에 지난 8일자에 게재됐다.