울산대 연구팀, 신자성 물질 구조 세계 첫 규명물리학과 김정대·김상훈 교수팀
보다 유연하고 초저전력·고속화
차세대 자성 메모리 개발 기대감
기존 반도체 메모리 대체 가능성
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| ▲ 울산대 물리학과 연구팀이 주사 터널링 현미경을 통해 육각형 모양의 원자 배열과 규칙적으로 배열된 나선형 스핀 구조를 관찰하고 있다. 울산대 제공 |
액정을 접거나 말아 올리는 전자 기기가 등장하고 있는 가운데 유연하면서 초저전력, 고속의 메모리 개발 가능성을 가진 신자성 물질의 구조가 세계 최초로 규명돼 차세대 자성 메모리 개발에 중요한 단서로 주목되고 있다.
울산대학교는 물리학과 김정대·김상훈 교수 연구팀이 차세대 자성 메모리로 응용될 ‘Fe5GeTe2’(철이 포함된 칼코젠 화합물) 물질이 자석으로 알려진 일반 자성체와는 달리, 육각형의 원자 배열과 나선형 자성의 특성을 가진다는 사실을 규명했다고 6일 밝혔다.
나선형 자성 특성과 육각형 모양의 원자 배열을 가져야 초저전력, 고속의 메모리 개발이 가능해진다는 점에서 이번 연구가 주목을 끌고 있다.
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| ▲ 육각형 형태의 독특한 원자 배열과 나선 형태의 자성 특성을 묘사한 이미지. |
이번에 연구팀이 발견한 신자성 물질은 2차원 형태로 제작이 가능해 폴더블 화면과 같은 잘 구부러지는 전자소자에 적용할 수 있다. 게다가 또 상온에서 자석 성질을 가지고 있는 유일한 물질로서 새로운 개념의 자성 메모리 소자로 응용될 수 있다.
연구팀은 국내 연구진들이 규명한 ‘Fe5GeTe2’의 나선형 자성 특성에 더해 해당 물질이 육각형 모양의 독특한 원자 배열을 가진다는 것을 주사 터널링 현미경 연구로 발견했다.
이와 함께 연구팀은 신자성 물질이 갖는 육각형 원자배열로 인해 자석의 N극과 S극이 원자수준에서 꼬여있는, 나선형 구조를 갖는다는 사실도 밝혔다. 연구에는 성균관대 이창구 교수, 한국기초과학지원연구원 박정민 박사, 한국원자력연구원 김규 박사도 함께 참여했다.
김정대 교수는 “이번 발견으로 기술적 한계에 직면한 실리콘 기반 반도체 메모리를 뛰어넘는 새로운 자성 메모리 소자 개발이 기대된다”고 밝혔다.
차형석기자 stevecha@ksilbo.co.kr
경상일보, KSILBO
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