전자 공전에서 '꿈의 메모리' 기반 찾아...KAIST, 오비탈 원리 규명 작성일 03-16 29 목록 <div id="layerTranslateNotice" style="display:none;"></div> <div class="article_view" data-translation-body="true" data-tiara-layer="article_body" data-tiara-action-name="본문이미지확대_클릭"> <section dmcf-sid="X4xeLVgROU"> <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="3fe7bc8a4b7a696f036e53c3bad1192398c34a59bb02fb41d4836d5b4e240e1a" dmcf-pid="ZAwslNvmsp" dmcf-ptype="figure"> <p class="link_figure"><img alt="기술개발 연구진. 왼쪽부터 KAIST의 이근희 박사 및 김경진 교수, 김경환 연세대 교수." class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202603/16/etimesi/20260316114345382gmet.jpg" data-org-width="700" dmcf-mid="HwIlWEGhEu" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img4.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202603/16/etimesi/20260316114345382gmet.jpg" width="658"></p> <figcaption class="txt_caption default_figure"> 기술개발 연구진. 왼쪽부터 KAIST의 이근희 박사 및 김경진 교수, 김경환 연세대 교수. </figcaption> </figure> <p contents-hash="ff71fec96f10d5ca5e9eb84ad0142a9a7fdeba523ea6ea4f3eca972433044dc9" dmcf-pid="5crOSjTsI0" dmcf-ptype="general">스마트폰·노트북 발열 문제를 줄이고, 더 빠르고 전력 소모가 적은 '꿈의 메모리'를 구현하기 위한 연구가 활발한 가운데 우리 연구진이 그 기반을 마련했다.</p> <p contents-hash="6bfb4d3463e15edd175b0b13f0eee98e8836985a1df6a20e531ee36d455aeb92" dmcf-pid="1kmIvAyOD3" dmcf-ptype="general">한국과학기술원(KAIST·총장 이광형)은 이경진 물리학과 교수와 김경환 연세대 물리학과 교수 공동연구팀이 전류를 이용해 자성을 제어하는 기존 기술의 한계를 넘어, 전자의 '오비탈 교환상호작용'을 통해 자성을 자유자재로 조절할 수 있는 새로운 이론 체계를 세계 최초로 정립했다고 16일 밝혔다.</p> <p contents-hash="06570ad482c174bee5a4e2516ac42c3ad4cb5ab6492e856c681002ab9538f911" dmcf-pid="tGuq21fzIF" dmcf-ptype="general">지금까지 차세대 메모리 연구는 전자의 '스핀'에 주로 집중해 왔다. 스핀은 전자가 마치 작은 팽이처럼 스스로 회전하며 만들어내는 성질로, 이 회전 방향을 이용해 정보를 저장하는 방식이다.</p> <p contents-hash="660a4bde6596e3d2e7a6e42e69903c0206501130baefdc2ca36b533fafd3c46a" dmcf-pid="FH7BVt4qwt" dmcf-ptype="general">그러나 전자는 동시에 원자핵 주위를 돌며 '오비탈'이라는 궤도 운동도 한다. 연구팀은 이번 연구에서 전류가 흐를 때 발생하는 전자의 오비탈 에너지가 자성체의 오비탈과 직접 상호작용하며 정보를 전달한다는 원리를 이론적으로 규명했다. 이를 통해 기존 스핀 방식보다 훨씬 효율적으로 자석의 성질을 바꿀 수 있음을 확인했다.</p> <p contents-hash="8a0c3b3429495c6298c0f2695712093c7e1cf74afa202971b344f00b107d41fb" dmcf-pid="3XzbfF8BI1" dmcf-ptype="general">가장 큰 성과는 전류가 단순히 자석의 방향만 바꾸는 것이 아니라, 자석이 특정 방향을 선호하는 성질이나 회전 특성 등 고유한 물성 자체를 조절할 수 있다는 점을 밝혀낸 것이다.</p> <p contents-hash="133382b80cd7da65bf63bb7c466373680d3e5a93a91ad7da05a58d315e1dbb10" dmcf-pid="0ZqK436bI5" dmcf-ptype="general">계산 결과, 오비탈을 이용한 제어 효과는 기존 스핀 기반 방식보다 훨씬 강력할 수 있음이 확인됐다. 향후 반도체 소자에서 스핀 대신 오비탈이 핵심 역할을 하는 '오비탈 기반 전자소자' 시대의 가능성을 제시한 것이다. 실제 실험에서 이 효과를 측정할 수 있는 방법까지 함께 제시해 향후 산업계 기술 활용 가능성도 높였다.</p> <p contents-hash="29dfb6e9355da97efaac7e28d4c35bf3371b44d3b2f648c2d6e855c56208ab8a" dmcf-pid="p5B980PKmZ" dmcf-ptype="general">특히 최근 학계에서 큰 관심을 받고 있는 '교자성 물질'에도 이 원리가 적용될 수 있다. 교자성은 원자 속 전자 스핀이 서로 다른 방향으로 규칙적으로 배열된 새로운 형태의 자성 물질로, 겉으로는 자석처럼 보이지 않지만 전자 움직임에는 큰 영향을 준다. 이 특성 덕에 전자 상태를 정밀하게 제어할 수 있어 메모리 제어와 고속·저전력 반도체 소자 개발에 유리한 물질로 주목받고 있다.</p> <p contents-hash="b55171199890a86d41d3bb362b1051769b8bdfe589a1bd6e4022b9af19f40393" dmcf-pid="U1b26pQ9EX" dmcf-ptype="general">이근희 박사는 “이번 연구는 전류로 자성을 제어할 때 반드시 '스핀'에만 의존할 필요가 없다는 사실을 보여준 사례”라며 “전자의 궤도 운동인 오비탈을 활용해 자성을 이해하고 제어하는 새로운 관점은 차세대 초고속·저전력 메모리 개발에 중요한 이정표가 될 것”이라고 말했다.</p> <p contents-hash="801ab43321652f3ef573f1c2d361efed4dc75024ff39534a405dbc04d7a93f38" dmcf-pid="utKVPUx2sH" dmcf-ptype="general">연구 결과는 네이처 커뮤니케이션즈에 2월 2일 게재됐다.</p> <p contents-hash="16a6f38fd7642dada0acd72292e114b601d1aa183e0b7e8e5d8360661ae29762" dmcf-pid="7F9fQuMVwG" dmcf-ptype="general">김영준 기자 kyj85@etnews.com</p> </section> </div> <p class="" data-translation="true">Copyright © 전자신문. 무단전재 및 재배포 금지.</p> 관련자료 이전 검색포털 벗어난 네이버…AI 이어 외식·부동산까지 '벌크업' 03-16 다음 [통영소식] 연명예술촌 주관 '통영 아트페어 인(in) 스탠포드' 등 03-16 댓글 0 등록된 댓글이 없습니다. 로그인한 회원만 댓글 등록이 가능합니다.
