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영구자석 재료와 스핀트로닉스

전문가 제언: ○ 전자의 물리적 특성인 스핀(spin)과 전자공학(electronics)의 합성어로 스핀트로닉스(spintronics)라는 새로운 학문의 용어가 생겨났다. 전기장과 자기장을 사용한 전자 고유성질인 전기를 갖는 전하와 양자역학의 특징인 전자의 스핀을 각각 제어하여 반도체 등 각종 소자의 정보저장이나 처리에 필요한 물성을 개선할 수 있다.

○ 스핀 방향의 제어는 대단히 적은 양의 전기장으로도 가능하기 때문에 저-전력으로 구동할 수 있으며 강자성체의 스핀 방향에 의한 저항, 즉 거대저항(GMR) 현상을 이용하여 하드디스크 드라이브(HDD)의 저장용량을 수십 배 향상시킬 수 있다.

○ GMR을 이용하여 HDD의 저장용량을 향상시킨 거대자기저항 헤드(GMR-Head)나 전류가 자기스핀의 방향에 따라 소자의 저항이 달라지는 터널현상(TMR)을 이용한 차세대 메모리 자성램(MRAM)도 스핀트로닉스의 기술을 응용한 것이다.

○ 전자의 자전(스핀)을 이용하는 새로운 전자과학인 스핀트로닉스는 고밀도 메모리와 고기능 트랜지스터, 양자 컴퓨터 개발 등에 크게 활용될 것으로 생각된다. 아직은 초보단계에서 연구가 진행되고 있지만 가까운 미래에 정보기술에 크게 기여할 수 있는 잠재력을 지니고 있다.

○ 지금까지 전자의 스핀은 자석과 자기 헤드 등으로 제어하는 일반적인 것이었다. 향후에는 회로 등을 이용해서 전자적으로 제어할 수 있다면 더욱더 소형화 할 수 있고 새로운 전자소자도 개발할 수 있을 것이다. 향후 우리나라에서도 스핀트로닉스에 대한 꾸준한 연구와 성과가 이루어지기를 기대하는 바이다.

저자: Dezuka nobunori, Sugimoto satosi
자료유형: 학술정보