KIST-MIT 연구팀, '無 전력' 메모리 소자 가능성 세계 최초 규명

【서울=뉴시스】최현 기자 = 국내 연구진이 초저전력을 넘어선 '무(無)전력' 메모리소자를 가능케 하는 물리적 현상을 세계 최초로 규명했다.

 한국과학기술연구원(KIST) 스핀융합연구단의 우성훈 박사는 미국 MIT(매사추세츠공과대학) 재료공학과 제프리 비치 교수팀과 3년간의 공동연구를 통해 소자의 스핀성질을 활용해 전력소모 없이 메모리 소자를 구동할 수 있는 방법을 세계 최초로 구현했다고 31일 밝혔다.

 이번 연구 결과는 기존에 이론으로만 제시됐던 스핀파(스핀 배열이 흐트러짐에 따라 발생한다고 생각되는 파동)를 이용한 자구벽(강자성체에 있어서 자구간 경계)의 이동을 세계 최초로 구현한 것이다.

 서로 다른 자성을 띈 자기 구역을 구분하는 '자구벽' 구조는 높은 이동도와 안정성, 값싼 공정가격 등을 바탕으로 차세대 메모리 소자에 적용하기 위해 연구가 세계적으로 활발하게 진행돼 왔다.

 하지만 자구벽 구조를 이동시키기 위해 소모되는 임계 전류값이 기존 전자소자와 비교해 큰 이점을 가지지 못한다는 전력소모의 한계가 있었다.

 이번 연구결과는 전기적인 방법을 이용한 자구벽 이동이라는 고정관념을 깬 전혀 새로운 접근 방법으로 이뤄졌다.

 연구팀은 2개의 자구벽이 부딪혀서 생기는 스핀의 독특한 파동 형태인 스핀파를 사용해 전력소모 없이도 자구벽의 효율적인 이동이 가능하다는 것을 밝혔다.

 외부전류의 유입없이 자구벽의 유무상태를 바꿀 수 있게 됨으로서 향후 무전력 소자가 가능해질 것이라는 원리를 세계 최초로 규명한 것이다.

 우 박사는 "스마트기기 하나가 처리해야할 정보의 양이 기하급수적으로 늘어나고 있는 상황에서 초저전력 문제는 굉장히 큰 이슈로 자리 잡고 있다"며 "스핀소자를 활용한 새로운 접근법은 향후 차세대 메모리 관련 산업전반에 크게 기여할 수 있을 것"이라고 말했다.

 한편 이번 연구는 물리학 분야 세계 최고권위의 저널 '네이처 피직스'에 게재됐다.  

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