분자 스핀트로닉스의 현황과 전망

전문가 제언

○ 물질을 구성하는 전자 소자는 전하의 이동현상을 나타낸다. 이 현상을 이용하여 상품화한 것이 반도체이다. 전하의 이동을 양자역학적으로 해석하면 스핀이 가지고 있는 고유한 회전운동 때문이다. 이와 같이 전자가 가지는 스핀(spin)을 이해하고 전자 디바이스에 응용하려는 연구를 스핀트로닉스(spintronics)라 부른다. 이것은 전자(electron)의 물리적 특성 중 하나인 스핀(spin)과 전자 공학(electronics)의 합성어이다.

 

○ 전기를 가진 전하(charge)와 전자의 스핀(spin)은 전기장과 자기장에 의해서 제어할 수 있다. 이와 같은 성질을 이용하여 반도체 소자의 정보 저장, 처리, 전송 등의 물리적 특성을 획기적으로 개선한다. 또 매우 적은 양의 전기장으로 자기장의 스핀 방향을 제어할 수 있다. 따라서 저전력 구현이 가능하며, 두 강자성체 스핀 방향에 따른 저항 차, 즉 거대자기저항(GMR) 현상을 이용할 수 있다.

 

○ 본 문헌은 스핀트로닉스 기술 중에서 분자 스핀트로닉스(molecular spintronics)에 대한 현황과 발전 전망을 소개한 내용이다. 분자 스핀트로닉스는 유기 분자나 그래핀(grephine)과 같은 나노카본 분자가 나타내는 스핀 이동이나 스핀 전도를 이용하는 것이다. 이러한 현상을 측정하기 위해서는 지금까지 없었던 새로운 실험방법이 필요하다. 따라서 지금까지 알려진 국소 2단자법, 비국소 4단자법 외에, 동역학 측정법에 대해서도 소상하게 설명하고 있어서 참고가 될 만한 자료이다.

 

○ 스핀트로닉스 기술이 발전하면, 하드 디스크 드라이브(HDD)의 저장 용량을 수십 배 향상시킨 거대자기저항(GMR) 헤드나 터널링 현상을 이용한 차세대 메모리(MRAM) 등을 개발할 수 있다. 이것은 폭발적으로 증가하고 있는 정보량을 처리하고 전력소비를 최소화할 수 있는 양자컴퓨터와 같은 신개념의 디바이스 개발을 앞당기는 데 기여할 것이다.

 

○ 우리나라에서는 고려대학교 스핀전자연구실, 연세대학교 나노소자연구실 등에서 집중 연구 중이다. 또 한국과학기술연구원(KIST) 차세대반도체연구소는 서울대, 가톨릭대, 건국대 등과 공동으로 노력하고 있다.

저자

Masashi Shiraishi

자료유형

니즈학술정보

원문언어

일어

기업산업분류

재료

연도

2016

권(호)

2016(3)

잡지명

化學工業

과학기술
표준분류

재료

페이지

157~164

분석자

허*도

분석물

• 분자 스핀트로닉스의 현황과 전망.pdf [500,937 byte]

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