[테크월드=선연수 기자] 한국과학기술연구원(KIST) 스핀융합연구단 김경환 박사팀이 스핀 메모리 소자에 대한 새로운 원리를 제시했다.
스핀 메모리 소자는 아주 작은 나노 자석의 N극과 S극의 방향으로 0과 1의 정보를 저장하는 소자다. 전력이 차단돼도 N극과 S극의 방향은 유지되기에 하드디스크 등에서 이미 널리 응용되고 있다.
그동안은 스핀을 외부에서 주입해 나노 자석의 N극과 S극의 방향을 제어해왔다. 스핀을 나노 자석에 많이 주입하면 N극과 S극의 방향을 제어할 수 있게 되는데, 이는 외부 스핀은 생성하고 주입 효율도 좋지 않아 전력 소모가 상당했다.
이런 상용화 한계를 해결하고자 KIST 김경환 박사는 자성체 내 스핀 전도 현상을 기술하는 스핀 확산 방정식을 개발해 이론 체계를 확립했다. 그 결과, 전류에 의해 형성된 스핀이 외부로 발산될 때 외부에서 주입해주던 스핀과 부호만 반대고 나머지는 같은 효과를 준다는 사실을 알게 됐다.
이를 통해 외부에서 스핀을 주입하지 않아도 나노 자석 스스로 N극과 S극의 방향을 제어할 수 있게 해 기존 스핀 소자 대비 전력 소모를 최대 60%가량 절감할 수 있음을 규명해냈다. 이는 기존에 사용되던 외부 스핀 주입용 구조물이 필요 없게 돼 메모리 구조를 더욱 간단히 할 수 있음을 의미한다.
김경환 박사는 "이번 연구는 자성체 내에서의 스핀 전도 현상에 대한 학술적인 기초를 제공하였을 뿐 아니라, 새로운 패러다임을 통해 차세대 스핀 소자 구현에 가장 큰 걸림돌이었던 전력 소모, 생산 수율 등의 최적화 문제 해결에 큰 기여를 할 것으로 기대된다"고 밝혔다.
그래도 삭제하시겠습니까?