“영하 55℃~영상 150℃서도 구동” 저전력 차세대 ‘스핀메모리’ 개발 작성일 02-25 39 목록 <div id="layerTranslateNotice" style="display:none;"></div> <strong class="summary_view" data-translation="true">- 고려대 김영근 교수팀</strong> <div class="article_view" data-translation-body="true" data-tiara-layer="article_body" data-tiara-action-name="본문이미지확대_클릭"> <section dmcf-sid="fDyqRhB3XA"> <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="fa18472160d358df90cdaa6c9baabd45b83f456492cedd2e3663f858383cd377" dmcf-pid="4wWBelb0tj" dmcf-ptype="figure"> <p class="link_figure"><img alt="이론–실험 연계로 확인한 β-W-Ti 최적 조성과 온도 안정 스핀궤도토크 스위칭.[고려대학교 제공]" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202602/25/ned/20260225121639301oeof.jpg" data-org-width="1280" dmcf-mid="2hr59c1yYk" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img2.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202602/25/ned/20260225121639301oeof.jpg" width="658"></p> <figcaption class="txt_caption default_figure"> 이론–실험 연계로 확인한 β-W-Ti 최적 조성과 온도 안정 스핀궤도토크 스위칭.[고려대학교 제공] </figcaption> </figure> <p contents-hash="8b06fc9168d38ecae6a2b93d0ab068f61b16e551a0264b1dee282fd8f750a1c3" dmcf-pid="8rYbdSKptN" dmcf-ptype="general">[헤럴드경제=구본혁 기자] 영하 55℃~영상 150℃의 극한 환경에서 작동하면서 구동 전류는 절반 수준으로 낮춘 차세대 스핀메모리 기술이 개발됐다.</p> <p contents-hash="742cfa1f1955ecce76dc9f8db765eb58da9bb62dca9190e1d59f1317522832ea" dmcf-pid="6mGKJv9UHa" dmcf-ptype="general">향후 차량용 반도체와 저전력 비휘발성 메모리 시장을 겨냥한 원천 소재기술로 기대된다.</p> <p contents-hash="20ae01609dd97651203f56f0e1a7f09e90b26331c7cc66f940bb0ba8a17f5a41" dmcf-pid="PsH9iT2uXg" dmcf-ptype="general">한국연구재단은 고려대학교 김영근 교수 연구팀이 베타-텅스텐–티타늄(β-W-Ti) 합금 기반 이종접합 구조를 설계하고, 이를 박막 소자로 제작해 스핀 궤도 토크 구동 효율을 높이는 소재·소자 기술을 개발했다고 밝혔다.</p> <p contents-hash="9f94fdb1d28ada0d02e78ba141dede7c0b14225ff9f999de3ff428e463bd7081" dmcf-pid="QOX2nyV7Yo" dmcf-ptype="general">과학기술정보통신부와 한국연구재단이 추진하는 국가반도체연구실지원핵심기술개발사업 지원으로 수행된 이번 연구 결과는 국제학술지 ‘어플라이드 서피스 사이언스’에 2월 게재됐다.</p> <p contents-hash="748db46ebead30d62ec512927acaceb193aac07aa0c2dfc8240c2107f5787f3b" dmcf-pid="xIZVLWfzZL" dmcf-ptype="general">스핀트로닉스(Spintronics)는 전자가 가진 ‘스핀(회전)’이라는 자기적 성질을 이용해 정보를 저장·처리하는 기술이다.</p> <p contents-hash="50bfc995fb750dda9780fdff15726aa124fbf1d720eee874ed27cefc0e336602" dmcf-pid="yzQEWfDgtn" dmcf-ptype="general">이를 활용한 자기저항메모리(MRAM)는 전원이 꺼져도 데이터가 유지되는 비휘발성 메모리로 저전력·고속 동작이 가능해 차세대 메모리로 주목받고 있다.</p> <p contents-hash="e1b3110e7c02006651e358691797dabd1ac28f99715c2b3b31f5fff8da5173c5" dmcf-pid="WqxDY4waHi" dmcf-ptype="general">특히 스핀-궤도 토크(SOT) 기반 MRAM은 기존 방식(STT)보다 빠르고 전력 효율이 좋지만, 차량용 반도체의 경우 넓은 온도 범위를 견디면서 낮은 전류로 안정적으로 작동해야 한다.</p> <p contents-hash="83db55aeeac1566e9e7e972f23152eb5bf8633e7a28eae56d830e8c0567c3075" dmcf-pid="YBMwG8rNZJ" dmcf-ptype="general">이 소자의 핵심은 전류를 스핀 전류로 잘 바꾸는 ‘스핀 전류 발생 소재’로, 기존 β-텅스텐은 높은 효율을 보이지만 공정 조건에 따라 결정구조와 특성이 쉽게 달라지고 극한 온도에서의 신뢰성 검증이 충분하지 않았다.</p> <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="3ab3f633161949acae12da00937c4115356cbf2589dc3182ca9bf269639cb6dc" dmcf-pid="GbRrH6mjHd" dmcf-ptype="figure"> <p class="link_figure"><img alt="김영근 고려대학교 교수.[고려대학교 제공]" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202602/25/ned/20260225121639560ulwa.jpg" data-org-width="1280" dmcf-mid="VK3PjZQ9tc" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img3.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202602/25/ned/20260225121639560ulwa.jpg" width="658"></p> <figcaption class="txt_caption default_figure"> 김영근 고려대학교 교수.[고려대학교 제공] </figcaption> </figure> <p contents-hash="e0a227cec6da920ef418efe92758ca5222fed670b49b7cf41539d1e54900d64d" dmcf-pid="HKemXPsAZe" dmcf-ptype="general">연구팀은 이 문제를 해결하기 위해 β-텅스텐에 티타늄을 소량 첨가한 베타-텅스텐–티타늄(β-W-Ti) 합금을 설계했다.</p> <p contents-hash="2384528c89328231ef88318c69d84a3889d8cdb799adb77c079211f4fbd477da" dmcf-pid="X9dsZQOcZR" dmcf-ptype="general">먼저 울산대학교 연구팀과의 협업을 통해 도출한 이론 계산을 바탕으로 특정 티타늄 조성에 따른 스핀홀 전도도를 예측했다.</p> <p contents-hash="74646b1f94f6f21916aa8f2847a82669ea60a5bf5a080d12aa4a552618a05482" dmcf-pid="Z2JO5xIktM" dmcf-ptype="general">이를 실제 박막 소자로 제작해 실험한 결과, 최적 조성(약 11.5%)에서 감쇠형 스핀-궤도 토크 효율 0.54를 달성해 기존 β-텅스텐 대비 약 1.8배 향상된 성능을 확인했다.</p> <p contents-hash="be15116dfa289fdcccaaf6333bab9cf66dc99dad28acd0b9154e785aa0c8ca83" dmcf-pid="5ViI1MCEXx" dmcf-ptype="general">자화 방향을 뒤집는 데 필요한 임계 전류밀도 역시 절반 수준으로 감소해 더 적은 전력으로 메모리를 구동할 수 있음을 입증했다.</p> <p contents-hash="596b4dc4f5ee8431f6cbea2daae5cd0329bb58617ab4fee8cedaf1dc0fd6cce6" dmcf-pid="1fnCtRhDGQ" dmcf-ptype="general">또한 영하 55℃~영상 150℃ 전 온도 범위에서의 안정적인 스위칭 동작과 반복 구동 시험도 통과해 높은 신뢰성을 보였다.</p> <p contents-hash="f915a2635d50bcbccc68051a723eda9ebc42a87607f559631d5ea78289209a62" dmcf-pid="tfnCtRhDZP" dmcf-ptype="general">김영근 교수는 “이번 연구는 스핀 전류 발생 소재를 합금 설계 단계에서 최적화해 저전력 구동과 극한 온도 안정성을 동시에 확보한 데 의미가 있다”며 “차량용 반도체를 포함한 고신뢰성 차세대 메모리 구현에 중요한 기반이 될 것”이라고 밝혔다.</p> </section> </div> <p class="" data-translation="true">Copyright © 헤럴드경제. 무단전재 및 재배포 금지.</p> 관련자료 이전 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