10일 과학기술정보통신부에 따르면 연구팀은 자성물질 사이에 숨겨진 자기적 상호작용을 규명, 자성물질에서 대칭적 상호작용에 의한 두 가지 자화 방향(동일·반대 방향)뿐 아니라 비대칭적 상호작용에 의한 자화 방향도 있음을 발견했다. 3차원 스핀 구조에 정보를 저장함으로써 자성 메모리의 속도와 용량을 크게 개선할 수 있게 됐다.

이번 연구에서 밝혀진 비대칭적 상호작용은 자성물질의 종류와 상관없이 두 자성물질 사이에 있는 비자성 물질에 의해 대칭성이 붕괴되면서 발생한다. 비대칭적 자기 상호작용을 이용하면 자성물질에서 동일·반대 방향의 대칭적 스핀 구조 뿐 아니라 비대칭적 특이한 스핀 구조를 구성할 수 있다. 이를 통해 0과 1의 이진법을 뛰어넘어 더 빠르고 데이터 용량이 큰 비휘발성 메모리 소자 응용도 가능하다.

정명화 교수는 "자성 박막 사이의 새로운 자기적 상호작용을 밝혔다는 데 의의가 있다"며 "메모리 소자의 저장 용량 한계를 극복하고 자성 소재의 구조적 문제를 해결, 새로운 형태의 자성 메모리 소자를 디자인하는 데 기여할 수 있을 것으로 기대된다"고 설명했다.

연구 성과는 재료분야 국제학술지 `네이처 머티리얼스(Nature Materials)` 6월 3일자에 게재됐다.

주재현 기자

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