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KIST, 세계최초 ‘스커미온’의 직진운동 구현
KIST, 세계최초 ‘스커미온’의 직진운동 구현
  • 이고운 기자
  • 승인 2018.03.12 18:50
  • 댓글 0
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초저전력 차세대 스핀 메모리 시대 온다
기존의 강자성체 (Ferromagnet)과 달리, 전류방향 그대로 직진 운동을 하는 페리 스커미온 (Ferromagnetic Skyrmion)의 운동 모식도.
기존의 강자성체 (Ferromagnet)과 달리, 전류방향 그대로 직진 운동을 하는 페리 스커미온 (Ferromagnetic Skyrmion)의 운동 모식도.

2009년 처음 발견된 소용돌이 모양의 스핀 구조체인 스커미온(Skyrmion)’은 작은 크기와 위상학적 안정성, 효율적인 움직임 등으로 초고밀도, 고속력 차세대 메모리 소자의 기본 단위로 학계에서 큰 주목을 받고 있다.

하지만 스커미온의 위상학적 특징 중 하나인, ‘스커미온 홀 효과(Skyrmion Hall effect)’ 때문에 스커미온의 운동을 원하는 방향으로 제어할 수 없었다. 따라서 외부에서 조절하는 스커미온 직진운동구현 물질 및 기술 개발이 요구됐다.

최근 국내 연구진이 스커미온 직진운동을 가능하게 할 기술을 개발하면서 스커미온 기반의 차세대 초저전력 스핀 메모리 생산에 한 발짝 더 다가서게 됐다.

한국과학기술연구원 스핀융합연구단 우성훈 박사팀은 강자성체와 반강자성체의 중간 형태인 페리자성체(ferrimagnetic)’를 사용해 스커미온의 움직임을 세계 최초로 구현에 성공했다고 밝혔다.

본 연구는 과학기술정보통신부(장관 유영민)지원의 KIST 기관고유사업과 삼성전자 미래기술육성센터 지원 사업으로 수행됐다. 연구 결과는 국제 학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈 (Nature Communications, IF: 12.124)’ 최신호에 온라인 게재됐다.  

우성훈 박사는“4차 산업혁명과 함께 고성능 고용량 전자소자들이 매우 빠른 속도로 출현함에 따라 초저전력 메모리 소자의 개발은 현재 매우 절실한 이슈로 자리 잡고 있다”고 전하며, “본 연구를 통해 개발한 스커미온 메모리 핵심 기술은, 향후 실제 스커미온 기반의 초저전력 스핀 메모리 소자 구현 및 관련 산업 전반에 크게 기여할 수 있을 것으로 기대한다”고 밝혔다. 

■■ 용어

1. 스커미온(Skyrmion) : 소용돌이 모양으로 스핀들이 배열되어 형성되는 스핀 구조체.

2. 스커미온 홀 효과(Skyrmion Hall effect) : 전류를 가하였을 때, 스커미온이 전류의 방향에 대하여 대각선으로 움직이는 위상학적 효과.

3. 페리자성체(ferrimagnetic) : GdFeCo(가돌리늄과 철, 코발트 포함 금속합금)


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