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이달의 과학기술인에 박병국 교수 "고효율 스핀전류 소재 개발 공로"

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이달의 과학기술인에 박병국 교수 "고효율 스핀전류 소재 개발 공로"

2019.10.09 12:00
박병국 KAIST 신소재공학과 교수가 ‘이달의 과학기술인상’ 10월 수상자로 선정됐다. 과학기술정보통신부 제공
박병국 KAIST 신소재공학과 교수가 ‘이달의 과학기술인상’ 10월 수상자로 선정됐다. 과학기술정보통신부 제공

박병국 KAIST 신소재공학과 교수가 ‘이달의 과학기술인상’ 10월 수상자로 선정됐다. 차세대 자성메모리(MRAM) 구동의 핵심인 스핀전류를 효율적으로 생성하고 스핀분극을 자유롭게 제어하는 소재를 개발한 공로를 인정받았다.


과학기술정보통신부는 이달의 과학기술인상 10월 수상자로 박 교수를 선정했다고 8일 밝혔다. 이달의 과학기술인상은 우수한 연구개발 성과로 과학기술 발전에 공헌한 연구자를 매월 1명씩 선정해 과기정통부 장관상과 상금 1000만원을 수여하고 있다. 


MRAM은 외부 전원 공급이 없는 상태에서 정보를 유지할 수 있고 집적도가 높으며 고속 동작이 가능해 차세대 반도체로 주목받는다. MRAM의 동작은 전자의 스핀이 이동하는 현상인 스핀전류를 자성소재에 주입해 발생하는 스핀토크로 작동한다. 이에 스핀전류의 생성 효율이 곧 MRAM의 성능을 결정한다. 


기존 연구자들이 스핀 전류 생성을 위해 스핀궤도 결합이 강한 백금, 텅스텐과 같은 중금속 재료를 사용했다. 하지만 이런 동작 방식으로는 동작 속도와 집적도를 동시에 높이는 데 한계가 있다.


박 교수는 MRAM 구동의 핵심인 스핀 전류를 효율적으로 생성하고 스핀분극을 자유롭게 제어하는 소재를 개발했다. 그는 스핀궤도결합이 비교적 작다고 알려진 코발트-철-붕소 합금 등 강자성체와 전이 금속인 티타늄을 재료로 사용했다. 그 결과 스핀 전류가 효과적으로 생성됐고 생성된 스핀 전류의 스핀 분극의 방향을 임의로 제어할 수 있었다. 


박 교수는 “이 기술은 차세대 비휘발성 자성메모리 동작 기술로 활용이 가능하며 연산과 기억을 동시에 수행하는 미래 컴퓨팅 핵심 소자로 응용이 가능하다”며 “앞으로도 미래 반도체 기술을 선도할 스핀 기반 신소재 개발에 주력하겠다”고 말했다. 
 

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