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세계 최초 ‘자성 나노 나선’ 구현…차세대 스핀트로닉스 돌파구

[더테크 이지영 기자] 국내 연구진이 외부 자기장이나 극저온 장치 없이도 전자의 스핀 방향을 조절할 수 있는 새로운 자성 나노 나선 구조를 세계 최초로 구현했다. 이번 성과는 차세대 메모리와 정보 소자 기술로 주목받는 스핀트로닉스 분야에 새로운 가능성을 열었다. 과학기술정보통신부는 고려대학교 김영근 교수 연구팀(제1저자 전유상 박사, 정은진 연구원)과 서울대학교 남기태 교수 연구팀이 공동으로 ‘카이랄(Chiral) 자성 나노 나선 구조’ 제작에 성공했다고 5일 밝혔다. 연구팀은 상온을 포함한 넓은 온도 범위에서 전자의 스핀을 선택적으로 이동시킬 수 있음을 실험적으로 입증했다. 스핀트로닉스는 전자의 전하뿐만 아니라 스핀(↑, ↓)을 활용해 정보를 저장·처리하는 차세대 전자재료 기술이다. 특히 전원이 꺼져도 정보가 사라지지 않는 비휘발성 메모리의 핵심 기반 기술로, 반도체 산업의 게임체인저로 꼽힌다. 연구팀은 금속의 결정화 과정을 전기화학적으로 제어하는 방식으로 나노 스케일의 나선 구조를 만들고, 소량의 카이랄 유기분자(신코닌, 신코니딘)를 도입해 나선의 회전 방향을 정밀하게 제어하는 데 성공했다. 이는 무기물 기반 구조에서 카이랄성을 구현한 세계 최초 사례로,

이지영 기자

2025-09-05 09:24

차세대 메모리 반도체 ‘솔리톤 안정화’ 기술 개발

[더테크=조재호 기자] 카이스트와 기초과학연구원, 한양대가 공동 연구를 통해 초고속 초저전력 반도체 기술 구현을 위한 초고속 비휘발성 메모리 소자 기술을 개발했다. 이번 기술은 위상적 솔리톤이라는 구조체를 이용했는데 스핀트로닉스 기술을 한 단계 성장시키는 원동력이 될 것으로 기대된다. 카이스트는 물리학과 김세권 교수 연구팀이 기초연구과학연구원 복잡계 이론물리 연구단(PCS-IBS) 김경민 박사팀, 한양대학교 물리학과 박문집 교수팀과의 공동 연구로 뒤틀림 자성체를 이용해 위상적 솔리톤을 안정화하는 기술을 세계 최초로 개발했다고 20일 밝혔다. 스핀트로닉스는 성장 한계에 다다른 기존 반도체 기술의 근본적인 문제점들을 전자의 양자적 성질인 스핀을 이용해 해결하고자 하는 연구 분야다. 이번에 개발한 솔리톤 안정화 기술에서 솔리톤이란 특정한 구조가 주변과 상호작용을 통해 사라지지 않고 계속 유지되는 현상을 말한다. 따라서 위상적 솔리톤이라는 구조체를 이용해 정보를 저장하고 전송할 수 있는 초고속 비휘발성 메모리 소자 개발이 전 세계에서 경쟁적으로 진행 중이다. 이전까지 차세대 메모리 소자 개발을 위해 연구됐던 위상적 솔리톤으로는 스핀 구조체로 자연계에 존재하는 다양한