반도체 대체 '고성능 소자' 눈앞에

UST 스핀메모리 소자 구현

“반도체를 대체할 새로운 고성능 소자가 개발될까?”

국내 연구진이 스마트폰과 컴퓨터 등에 사용되는 반도체를 대신할 고성능 소자 개발의 길을 열었다.

과학기술연합대학원대학교(총장 이은우·UST)는 나노계측과학 박사과정 누엔 타치 학생(한국표준과학연구원 캠퍼스)과 김진희 지도교수가 반도체 대체 소자로 주목받는 페로브스카이트 금속산화물을 한층 진화된 스핀 메모리 소자로 구현하는데 성공했다고 13일 밝혔다.

연구결과는 네이처지의 자매지인 '네이처 커뮤니케이션즈' 8월 13일자에 실렸다. 연구팀은 부도체와 반도체, 도체, 자성체, 초전도체까지 다양한 특성을 보이는 금속산화물인 페로브스카이트의 일종이자 부도체인 스트론튬 타이타네이트와 란타늄 알루미네이트를 이용했다.

두 물질의 접촉면에 전기가 흐르고 강자성(자기장에 한 번 노출되면 자기장이 사라져도 스스로 강한 자성을 유지하는 성질)을 띠는 특징을 이용, 전자의 스핀 조절(전자의 회전을 제어해 0과 1을 구분하는 방식)을 통해 스핀 메모리 소자를 처음 실현한 것이다.

또 두 물질의 접합면에 나타나는 강자성이 철과 같은 외부 불순물이 아닌 전자들의 상호작용이라는 내재적 원인에 의해 발현된다는 사실도 확인했다. 두 물질의 접합면에서 나타나는 여러 특성들은 매우 드물고 중요한 현상이지만, 지금까지 그 발현 원인은 명확인 규명되지 않았었다.

김진희 교수는 “소자의 작동 온도 상온화 등 지속적인 연구개발을 통해 고성능 산화물 스핀 메모리 소자의 개발이 가능할 것으로 기대된다”고 했다.

최두선 기자 cds0817@