신소재공학과

박병국 교수 기사.jpg

〈 박병국 교수, 김동준 박사 〉     


우리 대학 신소재공학과 박병국 교수 연구팀이 자성메모리(MRAM)의 새로운 동작 원리인 열로 스핀전류를 생성하는 소재기술을 개발했다.

 

이 연구는 고려대 이경진 교수, 충남대 정종율 교수와 공동으로 수행했고 ‘네이쳐 커뮤니케이션즈(Nature Communications)’ 11월 9일자에 게재됐다.
   - 논문명: Observation of transverse spin Nernst magnetoresistance induced by thermal spin current in ferromagnet/non-magnet bilayers
   - 저자 정보 : 김동준(제1저자, 한국과학기술원 박사과정), 전철연, 최종국, 이재욱(한국과학기술원), Srivathsava Surabhi, 정종율 교수(충남대학교), 이경진 교수(고려대학교), 박병국 교수(교신저자, 한국과학기술원) 포함 총 8명

 

자성메모리는 실리콘 기반의 기존 반도체 메모리와 달리 얇은 자성 박막으로 만들어진 비휘발성 메모리 소자다.


 외부 전원 공급이 없는 상태에서 정보를 유지할 수 있으며 집적도가 높고 고속동작이 가능한 장점이 있어 차세대 메모리 기술로 경쟁적으로 개발되고 있다.

 

자성메모리의 동작은 자성소재에 스핀전류를 주어 자성의 방향을  제어하는 방식으로 이루어진다. 기존 자성메모리에서는 스핀전류를 전기로 생성하는데, 본 연구에서 열로 스핀전류를 발생시키는 소재기술을 개발했다.


 그동안 열에 의해 스핀전류가 생성되는 현상, 즉 스핀너런스트 효과(spin Nernst effect)가 이론적으로 발표됐으나 최근까지 기술적 한계로 실험적으로 증명되지 못하였다.


 하지만 이번 연구에서 스핀궤도결합이 큰 텅스텐(W)과 백금(Pt) 소재를 활용하고 스핀너른스트 자기저항 측정방식을 도입해 스핀너른스트 효과를 실험적으로 규명했고 열에 의한 스핀전류의 생성효율이 기존의  전기에 의한 스핀전류의 생성효율과 유사함을 밝혔다.

 

박병국 교수는 “본 연구는 열에 의한 스핀전류 생성이라는 새로운 물리현상을 실험적으로 규명한 것에 의미가 크고, 추가 연구를 통하여 자성메모리의 새로운 동작방식으로 개발할 예정이다.” 라고 밝혔다.


열에 의해 동작하는 자성메모리의 개발은 전력소모를 획기적으로 낮출 수 있어 웨어러블, 모바일 및 사물인터넷 등 저전력 동작이 요구되는 전자기기의 발전에 기여할 것으로 기대된다.

 

이 연구성과는 과기정통부 미래소재디스커버리사업과 중견연구자사업의 지원을 받아 수행됐다. 


그림1. 스핀너른스트 현상을 이용한 열인가 자성메모리의 개념도 

박병국 교수 기사 2.png


그림2. 스핀너른스트 기반 열인가 스핀전류 생성에 관한 주요 연구 결과 

박병국 교수 기사 3.png





No. Subject Author Date Views
Notice 홍순형 교수, 초경량 다기능성 그래핀 나노복합소재 개발 ADMINI 2018.08.06 25
Notice 스티브 박 교수, 유기반도체 결정크기 10배 성장 기술 개발 ADMINI 2018.08.03 30
Notice 정우철 교수, 5분 코팅만으로 연료전지 전극반응성 1천배 향상 기술 개발 ADMINI 2018.07.09 72
Notice 이건재 교수, 유연한 청색 박막 마이크로 LED 기술 개발 ADMINI 2018.06.26 51
Notice 정연식 교수, 2차원 반도체 공중 부양시켜 고성능 소자 제작 ADMINI 2018.04.24 178
Notice 조은애 교수, 사용량 90% 줄이고 수명 2배 늘린 백금촉매 개발 ADMINI 2018.04.18 167
Notice 박병국, 김갑진 교수, 고효율 스핀 신소재 개발 ADMINI 2018.04.16 122
47 박인규, 정연식 교수, 모바일 기기 탑재 가능한 고성능 수소센서 개발 ADMINI 2018.04.04 141
46 김도경 교수, 모세관 현상 이용한 리튬-황 전지 소재 개발 ADMINI 2018.03.26 157
45 육종민, 이정용 교수, 나트륨 기반 이차전지 음극 소재 개발 ADMINI 2018.03.13 171
44 이건재 교수, 유연 수직형 마이크로 LED 개발 file ADMINI 2018.01.29 196
43 정우철 교수, 소량 금속으로 연료전지 수명 극대화 기술 개발 file ADMINI 2017.12.26 261
» 박병국 교수, 열로 스핀전류를 얻는 소재기술 개발 file ADMINI 2017.12.21 217
41 김상욱 교수, 상용화 가능한 그래핀 신소재 학술지 특집호 발간 file ADMINI 2017.10.18 493
40 김일두 교수, 7초 안에 수소가스 탐지 가능한 센서 개발 file ADMINI 2017.09.27 507
39 눈에 보이지 않는 '나노 세계' 실시간으로 엿본다 file ADMINI 2017.09.22 522
38 김상욱 교수, 카메라 플래시로 7나노미터 반도체 패턴 제작 기술 개발 file ADMINI 2017.09.14 484
37 김일두 교수, 동물 단백질 촉매로 활용한 질병진단센서 개발 file ADMINI 2017.07.20 564
36 조병진, 이건재 교수, 레이저빔 공정을 이용한 고성능 유연 열전소자 개발 file TeamLeader 2017.01.24 1173
35 배병수, 이도창 교수, 고온 및 고습 견딜 수 있는 퀀텀닷 기술 개발 file TeamLeader 2017.01.10 952