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첨단기술정보

스핀트로닉스 분야의 승자 그래핀

전문가 제언: 전자는 스핀(spin)이라 불리는 고유의 각운동량을 지니고 있고, 스핀의 방향에 따라 스핀-업과 스핀-다운의 두 종류의 자유도를 가지므로 그것을 디지털 전자공학에서 ‘0’과 ‘1’의 표현에 이용할 수 있다. 전하의 유무로 ‘0’과 ‘1’을 표현하는 기존 컴퓨터의 전계효과 트랜지스터(Field Effect Transistor, FET)는 이미 물리적 한계에 근접하고 있다. 따라서 전하와 스핀을 동일회로에서 함께 사용할 수 있다면 더 작은 영역에 더 많은 계산능력을 부여할 수 있다. 그러나 그와 같은 비약적 발전을 위해서는 스핀트로닉 소자에서의 스핀의 주입(injection), 취급, 감지와 같은 기초적인 문제들이 먼저 해결되어야만 한다. Van't Erve 등(Nature Nanotechnology, 7, pp.737~742, 2012)은 스핀분극된(spin-polarized) 즉, 업 또는 다운의 한 쪽으로 통일된 전자들을 그래핀 터널장벽을 통하여 상온에서 안정적으로 실리콘 채널에 주입하는 데 성공하였다. 이 결과가 중요한 이유는 실리콘이라는 기존의 전자재료를 그대로 사용하면서 스핀에 의한 기능성을 추가할 수 있기 때문이다.