한국표준과학연구원(KRISS)은 25일 나노측정센터 문경웅 박사팀이 교류자기장을 이용해 위상학적 자화상태인 스커미온을 이동시키는 새로운 방법을 제시했다고 밝혔다. 전류를 통해 스커미온을 이동시키는 기존 방법의 단점을 보완할 수 있을 것으로 예상된다.

스커미온(skyrmion)은 소용돌이 모양으로 배열된 스핀들의 구조체로 안정적인 메모리 단위로 주목받았다. 스커미온은 크기가 매우 작고 이동 속도가 빨라 스커미온의 배열 상태를 디지털 신호화하면 초고밀도·초고속의 메모리 소자 개발이 가능하다.

하지만 기존 스커미온을 이동시키는 방법은 전류를 이용해야 가능한 것으로 알려졌다. 전류에 의한 방법은 집중된 전류로 인해 열이 발생해 시료의 자화상태가 바뀔 수 있다는 문제점이 있었다.

이에 연구진은 교류자기장을 이용해 스커미온이 이동한다는 사실을 밝혀냈다. 연구를 통해 수십나노미터 크기의 스커미온 상태가 교류자기장에 의해 이동하는 기본 원리를 제시한 것. 외부전자석에 의해 공간상 균일하게 발생한 자기장을 시간에 따라 진동시켜 스커미온을 이동시키는 방법이다.

이어 연구진은 시료의 열 손상을 막고 시료 전체에 존재하는 스커미온들을 동시에 이동시킬 수 있어 대면적에 유용하게 적용할 수 있다고 설명했다.

문경웅 박사는 "이번 연구결과는 차세대 저장장치로 기대되는 스핀트로닉스 메모리 개발에 획기적인 영향을 미칠 것으로 예상된다"면서 " 교류자기장을 사용해 이차원으로 확장했다는 점에서 대용량 정보처리가 가능한 스핀메모리에 적용될 수 있을 것"이라고 말했다. 김정원 기자

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