국내 연구진이 초저전력 차세대 메모리 개발에 적용할 수 있는 물리현상을 입증했다.

이번 연구 성과는 현재 이용하고 있는 메모리의 1천분의 1 미만의 전력으로 구동이 가능한 차세대 메모리 개발에 한 발 더 다가섰다는 평가를 받고 있다. 메모리는 데이터를 저장하는 부품이다.

한국과학기술연구원(KIST)은 우성훈 스핀융합연구단 박사팀이 '스커미온(Skyrmion) 직진 운동'을 실제로 관측해, 이를 이용한 저전력 메모리의 개발 가능성을 확인했다고 12일 밝혔다.

2009년 발견된 스커미온은 전자의 스핀(spin·회전과 유사한 전자의 양자역학적 상태로, 자성(磁性)과 관련이 있음)이 소용돌이 모양으로 배열된 구조체다.

특히 스커미온은 전력을 적게 쓰면서도 안정적으로 정보를 저장하는 차세대 메모리 소자의 기본 단위로 주목 받고 있다.

이에 스커미온 기반의 메모리를 개발하려는 연구가 세계적으로 활발하지만, 스커미온의 운동을 원하는 방향으로 제어할 수 없는 점이 기술적인 한계로 남아 있었다.

연구진은 이번 연구에서 '페리자성체'(Ferrimagnet)를 이용해, 스커미온을 전류의 방향대로 움직이게 하는 데 성공했다.

페리자성체는 철이나 니켈처럼 강한 자성을 띠는 강자성체(Ferromagnet) 보다 자성이 약한 물질이다.

기존 연구에서는 일반적인 강자성체로 스커미온을 생성해 와, 이런 직진 운동을 볼 수 없었다.

우성훈 KIST 박사는 "4차 산업혁명과 함께 고성능·고용량 전자소자들이 매우 빠른 속도로 출현해 초저전력 메모리 소자의 개발이 현재 매우 절실한 이슈로 자리 잡고 있다"며 "이번 연구를 통해 개발한 스커미온 메모리 핵심 기술이 앞으로 초저전력 메모리 소자 구현 및 관련 산업 전반에 기여할 수 있을 것으로 기대한다"고 밝혔다.

이번 연구는 KIST 기관고유사업, 삼성전자 미래기술육성센터 지원사업으로 수행했으며 연구 결과는 온라인 국제학술지 '네이처 커뮤니케이션즈'(Nature Communications) 6일 자에 실렸다.