KIST “전기 이용할 때보다 속도 1000배 빨라”

국내 연구진이 초고속 레이저로 나노자석 'FM1'에 열을 가해 전류를 발생시켰더니 FM2로 흘러가 스핀의 방향을 회전시키는 데 성공했다. - 한국과학기술연구원(KIST) 제공

  한국인 과학자가 이끈 한미 공동 연구진이 열로 작동하는 차세대 메모리소자를 개발하는 데 성공했다.

  한국과학기술연구원(KIST) 스핀융합연구센터 최경민, 민병철 연구원은 미국 일리노이대 데이비드 카힐 교수팀과 공동으로 전기가 아닌 열로 ‘나노자석’을 움직여 초고속 메모리소자를 구동하는 기술을 개발했다고 27일 밝혔다.

  아주 작은 자석에 해당하는 전자가 스스로 회전하는 운동을 스핀이라고 한다. 과학자들은 이 스핀이 한 방향으로 정렬돼 스핀전류가 발생하는 현상을 이용해 수 나노미터(nm, 1nm는 10억분의 1m) 크기의 나노자석에 정보를 기록할 수 있게 만든 차세대 메모리소자를 구상하고 있다. 문제는 지금까지 스핀전류를 발생시키기 위해 전기를 이용했지만 메모리소자가 작동하는 속도가 얼마나 나오는지를 알 수가 없어 정보처리 능력을 예측하기 어려웠다.

  연구진은 이 문제를 해결하기 위해 전기가 아닌 열을 이용해 스핀전류를 발생시키는 방법을 고안해냈다. 1조분의 1초의 짧은 시간 동안 작동하는 레이저를 이용해 메모리소자에 열을 가했더니 온도 차이가 발생해 나노자석의 방향이 바뀌면서 스핀전류가 발생했다는 것이다.

  이때 스핀의 방향이 바뀌는 속도는 전기를 썼을 때보다 1000배나 빨라졌으며 발생하는 스핀전류량도 큰 것으로 나타났다.

  민병철 연구원은 “새로운 방식으로 작동하는 초고속 메모리소자를 구현한 만큼 차세대 초고속 메모리 개발에 기여할 것”이라고 말했다.

  이 연구결과는 ‘네이처’의 자매지 ‘네이처 커뮤니케이션스’ 7월 10일자에 실렸다.