자성절연체를 이용한 스핀류의 전송

전문가 제언

○ 스핀트로닉스의 대표적인 응용소자에는 고밀도자기기록 장치나 불휘발성 스핀메모리의 기본 요소가 되는 거대자기저항(GMR) 소자나 터널자기저항(TMR) 소자가 있다. 이들 소자는 강자성체의 자화방향에 의하여 전기저항이 변화하는 현상에 기초하여 스핀(spin)의 편극전류를 이용한다. 따라서 고성능 스핀트로닉스 소자의 실현에는 고효율 스핀전류를 생성하여 금속이나 반도체에 주입이 가능한 스핀원의 개발이 필요하다.

○ 상향 스핀의 전자에 대해서는 금속적이고 하향 스핀의 전자에 대해서는 반도체적 전자구조를 갖는 반금속(half metal)은 고효율 스핀원으로서 유망하며, 이러한 재료로서 Heusler합금인 C1b규칙구조를 갖는 NiMnSb합금과 L21규칙구조를 갖는 Co2MnGe합금이 보고되고 있다. 이 외에도 Fe3O4, CrO2, 페로브스카이트형 Mn산화물 등이 제안되고 있다.

○ 전자디바이스의 저전력화와 고기능화를 실현하는 기반기술의 하나는 반도체에 고효율 스핀을 주입하는 기술이다. 최근 반금속 Heusler합금과 Ⅲ-Ⅴ족 반도체 접합에서 높은 스핀 편극률이 유지되는 것이 보고되고 있다. 또 Heusler합금인 Co2FeSi의 강자성 전이온도는 1100K로 매우 높아 Si기판 표면의 열산화막 위에 L21규칙도가 높은 Co2FeSi합금의 형성이 가능하므로 Si에 고효율로 스핀을 주입할 수 있는 스핀원으로 유망하다.

○ 최근 소비전력화의 관점에서 PC, 휴대전화 등에 사용되는 반도체 메모리의 비휘발화를 위하여 TMR소자를 기본으로 하는 1Gbit급 MRAM(magneto-resistance random access memory)이 국내의 산학계를 포함하여 세계 각국에서 경쟁적으로 개발되고 있다. 스핀토크의 자화반전 방식인 MRAM으로서 CoFeB/MgO/CoFeB구조의 TMR소자는 이미 개발되고 있으나 정보기록의 안전성과 저전력화를 동시에 실현할 수 있는 새로운 정보기억용 자성층의 개발이 요구된다.

저자

Kajiwara Yosuke

자료유형

학술정보

원문언어

일어

기업산업분류

재료

연도

2010

권(호)

49(12)

잡지명

まてりあ（日本金屬學會會報)

과학기술
표준분류

재료

페이지

575~579

분석자

심*동

분석물

• 자성절연체를 이용한 스핀류의 전송.pdf [240,976 byte]

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