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| △ 스핀 오비트 메모리 설명 그림. 기존 스핀 토크 엠램(STT-MRAM)은 수직방향으로 인가된 전류에 의해 동작하는 반면 스핀 오비트 메모리는 면내 방향으로 인가된 전류가 스핀 오비트 결합(spin orbit coupling)에 의해 수직방향으로 이동하는 스핀전류로 전환되며 이 스핀전류가 자유자성층의 자화방향을 바꾸는 방식으로 작동한다. |
전력소모 반으로 줄인 차세대 '스핀 오비트 메모리' 개발
싱가포르국립대 양현수 교수 "메모리·논리 소자로 활용 기대"
(서울=연합뉴스) 이주영 기자 = 스핀트로닉스 기술을 이용한 차세대 메모리 소자의 하나로 주목받는 '스핀 오비트 메모리'(spin orbit memory) 소자의 전력소모를 반으로 줄일 수 있는 기술이 국내외 한국 과학자들의 공동연구로 개발됐다.
싱가포르국립대(NUS) 양현수 교수팀과 포항공대 박재훈 교수팀, 고려대 이경진 교수 등 공동 연구진은 3일 과학저널 '네이처 나노테크놀로지'(Nature Nanotechnology)에서스핀오비트메모리를 구성하는 나노 자석의 산화 정도를 조절해 구동전력을 기존의 반으로 줄일 수 있는 기술을 개발했다고 밝혔다.
스핀트로닉스는 전자의 자기적인 방향을 뜻하는 스핀과 일렉트로닉스를 합친 말로 나노미터(㎚=10억분의 1ｍ) 크기의 자성체 배열 속에 형성된 스핀의 방향으로 정보를 저장하는 차세대 전자소자 등을 연구하는 분야이다.
스핀메모리는 나노미터 크기의 나노 자석에 정보를 저장, 집적화에 유리하면서도 내구성이 뛰어나고 특히 정보를 기록하는 속도가 1나노초(10억분의 1초) 이하로 빨라 전 세계 반도체 업계가 차세대 메모리 소자로 경쟁적으로 연구하고 있으나 높은 구동전력이 문제가 되고 있다고 연구진은 설명했다.
연구진은 이 연구에서 스핀 오비트 메모리에서 정보가 저장되는 부분인 '금속 자성층-비자성 중금속층' 가운데 비자성 중금속층은 그대로 유지한 채 금속 자성층의 산화 정도를 조절하면 메모리 소자의 구동전력을 절반으로 줄일 수 있다는 사실을 밝혀냈다.
연구진은 그동안 스핀 오비트 메모리에서는 비자성 중금속층이 스핀전류를 만들어내는 유일한 출처로 여겨져 왔으나 이 결과는 금속 자성층과 비자성 중금속층 경계면이 스핀전류의 중요한 소스임을 시사하는 것으로 산화를 통해 두 층 사이의 계면을 조절하면 소자의 특성을 개선할 수 있음을 보여준다고 설명했다.
양현수 교수는 "스핀 오비트 메모리는 1나노초 이하에서 빠르게 구동하는 것이 가능하기 때문에 정보 저장용 메모리뿐만 아니라 CPU의 주메모리나 논리 소자로도 사용할 수 있을 것으로 기대된다"고 말했다.
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