전체기사

2025.11.05 (수)

  • 맑음동두천 9.0℃
  • 맑음강릉 14.8℃
  • 맑음서울 11.2℃
  • 박무대전 9.8℃
  • 맑음대구 11.3℃
  • 맑음울산 15.0℃
  • 맑음광주 13.6℃
  • 맑음부산 19.3℃
  • 맑음고창 11.7℃
  • 맑음제주 20.0℃
  • 맑음강화 12.0℃
  • 맑음보은 7.5℃
  • 맑음금산 6.3℃
  • 맑음강진군 14.4℃
  • 맑음경주시 12.2℃
  • 맑음거제 15.7℃
기상청 제공

지역네트워크

DGIST 신물질과학전공 홍정일 교수팀, 차세대 메모리의 에너지효율 높일 반강자성체 제어기술 개발

URL복사

 

[시사뉴스 정은주 기자]  DGIST(총장 국양)는 신물질과학전공 홍정일 교수 연구팀이 차세대 메모리에 적용되는 반강자성체에 기계적인 진동을 가해 자기정렬을 제어하는 기술을 최초 개발했다고 17일 밝혔다. 기존의 이진법을 뛰어넘는 멀티레벨(Multi-Level) 컴퓨터 기반 차세대 메모리 소자 등에 적용될 것으로 기대된다. 

 

1990년대부터 자성체를 활용한 스핀트로닉스 전자공학이 본격 도입되면서 더 많은 정보의 저장 및 처리가 가능한 차세대 메모리 및 정보처리 소자가 개발되고 있다. 스핀트로닉스는 자성체의 자기 상태를 전기적으로 제어해 정보를 처리하고 저장하는 기술로, 기존의 실리콘을 이용한 반도체 소자보다 훨씬 빠르고 효율적으로 데이터를 처리할 수 있다.

 

스핀트로닉스 기술을 활용한 차세대 메모리인 ‘스핀 메모리’를 포함한 다양한 스핀소자는 강자성체와 반강자성체의 결합 구조로 돼 있다. 일반적으로 강자성체의 내부 자기 배열상태는 똑같은 방향으로 배열되어 있어 외부자기장을 이용해 원하는 자기정렬 상태로 만들 수 있기 때문에 제어가 용이하다. 

 

하지만 반강자성체의 내부 자기 배열상태는 서로 반대 방향으로 되어 있어, 외부자기장에 의한 제어가 어렵다. 이 때문에 반강자성체 제어를 위해서는 현재까지 주로 열과 자기장을 이용해 원자들을 원하는 자기정렬 상태로 만드는 교환바이어스 설정법이 사용되어 왔다. 하지만 복잡한 프로세서를 가진 소자들의 특성상 특정 부위만을 제어하기 어렵고, 원하지 않는 다른 물성들이 손상이 일어나는 단점 때문에 열 제어의 한계가 있는 실정이다.

 

이에 DGIST 홍정일 교수 연구팀은 열을 가하지 않고 기계적 진동을 이용해 원자 결정 구조의 미세 변형을 가해 원자간 자기 결합(Magnetic Coupling)의 변화를 유도했다. 연구팀은 전압을 가하면 형태가 바뀌는 압전물질(piezo-electric materials)로 구성된 기판 위에 반강자성체로 된 박막을 덧씌웠다. 여기에 교류전압을 통한 기계적 진동을 주면 압전물질의 변형이 일어남과 동시에, 덧씌운 반강자성체 박막에 진동이 전해지면서 내부 자기배열상태를 임의로 변경할 수 있음을 확인했다. 또한 이를 반복적으로 인가(印加)하여 자기 결합 상태를 재설정할 수도 있음을 추가로 알아냈다.  

 

연구팀이 최초 개발한 이번 공정은 기존의 열을 이용한 방법보다 국소부위에 적용이 가능하고, 상온에서도 적용 가능해 에너지 효율면에서 훨씬 유리하다. 또한 반복된 작동으로 인해 자기정렬도가 떨어진 소자의 재설정이 가능해 소자의 기능회복을 통한 내구성을 높일 수 있게 됐다. 무엇보다 자기 정렬의 미세 패턴화가 가능해, 기존의 소자와는 완전히 다른 작동 메커니즘의 스핀 소자를 설계할 수 있다는 점에서 의미가 크다. 

 

홍정일 교수는 “기존 교환바이어스 설정법의 단점과 한계를 극복한 새로운 설정 방법을 제시해 반강자성체의 스핀트로닉스 활용 가능성을 높였다는 점에서 그 의의가 있다.”면서, “향후 지속적으로 반강자성체의 제어 메카니즘을 이해하고 개발하여 스핀 신소재 연구를 발전시키고자 한다.”고 밝혔다.

 

한국연구재단이 지원하는 ‘중견연구자지원사업’으로 수행된 이번 연구는 DGIST 신물질과학전공을 졸업한 김현중 박사(現표준과학연구원 재직)가 제1저자로 참여했으며, 재료과학분야의 최고권위지인 Acta Materialia에 5월 15일자 지면판으로 게재됐다.

저작권자 Ⓒ시사뉴스
제보가 세상을 바꿉니다.
sisa3228@hanmail.net





커버&이슈

더보기

정치

더보기


사회

더보기
희망친구 기아대책, LG전자와 함께한 ‘LG앰배서더 챌린지’ 성료
[시사뉴스 홍경의 기자] 국내 최초의 국제구호개발 NGO 희망친구 기아대책이 저소득 국가의 취약계층 지원을 위한 노력을 이어가고 있다. 기아대책은 LG전자와 함께 올 3월부터 10월까지 진행한 제3세계 주민들을 위한 지원활동의 일환인 ‘LG앰배서더 챌린지’를 성황리에 마무리했다고 5일 밝혔다. 이는 해외 취약 지역의 주민들이 스스로 공동체 문제를 해결하기 위한 아이디어를 발굴하고 주도적으로 실행할 수 있도록 돕는 지역밀착형 사회공헌 프로젝트로, 지난 2018년 방글라데시를 시작으로 올해까지 총 9개국에서 진행됐다. 올해는 베트남이 새롭게 지원국가로 선정됨에 따라 기존의 방글라데시, 페루, 케냐, 필리핀 등과 함께 총 5개국에 13개 프로젝트를 성공적으로 마무리했다. 기아대책의 ‘LG앰배서더 챌린지’는 일회성 지원에 그치는 것이 아닌 장기적으로 지역 주민들의 역량 강화와 자립심 향상에 초점을 맞춘 프로젝트로, 지역 공동체에 실질적인 도움을 주기 위해 집중하고 있다. 대표적으로 기아대책은 올해 베트남에서 소수민족을 대상으로 양봉사업을 진행해 경제적으로 어려움을 겪는 사람들로 하여금 단기간 내 수익을 창출할 수 있도록 도왔다. 여기에 3핵타르 부지에 나무를 심고

문화

더보기

오피니언

더보기
【박성태 칼럼】 진짜 부동산 대책은 ‘가만 놔두는 것’이다
정부가 또다시 부동산 대책을 내놓았다. 표면적인 이유는 언제나처럼 ‘부동산 시장 안정’과 ‘투기 근절’이다. 하지만 이번 10‧15 부동산 대책의 내용을 들여다보면, 과연 이것이 시장 안정을 위한 것인지, 아니면 그저 시장 자체를 마비시키려는 것인지 의구심을 금할 수 없다. 이번 대책의 핵심 논리는 ‘풍선 효과’를 원천 차단하겠다는 것이다. 강남 3구 집값이 오르니, 그 불길이 번진 마포·용산·성동구를 잡고, 나아가 서울 전역을 조정대상지역이라는 족쇄로 묶어버렸다. 과천과 분당이 들썩이자, 그와는 무관한 인근 경기도 12개 지역까지 모조리 규제지역으로 편입시켰다. 이는 문제의 본질을 완전히 잘못 짚은 ‘연좌제식 규제’이자 ‘과잉 대응’이다. 첫째, 특정 지역의 가격 상승은 그 지역 나름의 복합적인 수요 공급 논리에 따라 발생한다. 강남의 가격 상승 논리와 서울 외곽 지역의 논리는 엄연히 다르다. 단지 행정구역이 ‘서울’ ‘수도권’이라는 이유만으로 모든 지역에 동일한 대출 규제(LTV, DTI), 세금 중과, 청약 제한을 가하는 것은, 빈대 몇 마리를 잡겠다며 초가삼간을 태우는 격이다. 둘째, 이러한 전방위적 규제는 ‘현금 부자’가 아닌 평범한 실수요자와 선량