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국내 연구팀이 전기 없이 작동하는 메모리 소자를 만들 가능성을 열었다.

우성훈 KIST 스핀융합연구단 선임연구원팀은 ‘스핀파’로 자성체의 움직임을 조절할 수 있다는 기존 이론을 실제로 확인하고 그 결과를 ‘네이처 피직스’ 1월 31일자에 발표했다.

자성체 안에는 자기적인 상태가 같은 여러 개의 구역이 있는데 이를 ‘자구’라 하고, 자구 사이의 경계를 자구벽이라 부른다.

자구벽은 전하 이동도가 높고 저렴하게 만들 수 있어 메모리 소자로 활용될 가능성이 높다. 하지만 메모리로 쓰기 위해서는 우선 자구벽을 원하는 대로 이동시킬 수 있어야 하는데, 여기에 드는 전력이 기존 메모리 소자와 비슷해 효율이 낮다는 것이 문제였다.

연구팀은 두 개의 자구벽이 부딪힐 때 자성체 속에 있는 전자들의 스핀 배열이 달라지며 스핀파가 생기고, 스핀파가 다시 자구벽을 밀어내 자성을 변화시킨다는 사실을 확인했다.

스핀파를 발생시킬 수 있으면 이를 이용해 자구벽을 이동시킬 수 있다는 뜻이다. 이를 발전시키면 전기를 거의 쓰지 않고도 작동하는 ‘無전력 소자’를 만들 수 있다.

우 선임연구원은 “스마트기기 하나가 처리해야 할 정보의 양이 기하급수적으로 늘어나고 있는 상황에서 초저전력을 달성하는 것은 굉장히 중요한 문제”라며 “스핀소자를 활용한 새로운 접근법은 차세대 메모리 산업에 크게 기여할 수 있을 것”이라고 말했다.