꿈의 메모리 기술 개발로 미래를 움직이다
스핀트로닉스는 ‘스핀’과 ‘일렉트로닉스’의 합성어로 전자의 물리적 특성인 스핀을 활용한 최신 기술을 말한다. 나노기술 중에서 가장 먼저 실용화가 이뤄진 스핀트로닉스는 1990년대부터 활발한 연구가 이뤄지면서 나노 기술과 맞물려 미래의 전자 시대를 이끌 차세대 기술로 관련 산업 분야 및 학계의 관심이 높고, 미래 전자 기술을 대표할 기술로 각광받고 있다.
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최근 카이스트 신소재공학과의 박병국 교수와 고려대학교 신소재공학과 이경진 교수 공동연구팀은 ‘자성메모리(M램)’의 속도와 집적도를 동시에 높이는 소재 기술 개발에 성공해 학계로부터 큰 주목을 받고 있다. 연구에 사용된 기술인 ‘스핀궤도토크 동작 방법’은 동작 속도가 빠른 반면에 집적도가 떨어지는 문제가 있었다. 이를 극복하기 위해 해당 연구에서는 기존에 사용되는 백금이나 텅스텐을 대체하는 이리듐-망간 합금 등의 새로운 반강자성 소재를 도입해 반강자성·강자성 물질의 교환결합을 활용하여 고속 및 저전력 동작이 가능한 기술을 개발하게 됐다.
이에 박 교수는 스핀궤도토크 방식으로 구동되는 자성메모리의 동작 중에 필요한 외부자기장의 인가가 문제점으로 지목됐었지만, 이번 연구 결과로 이를 극복하여 실용화에 큰 걸림돌 하나를 제거했다고 전했다. 또한, 새로운 소재인 반강자성을 도입하여 스핀트로닉스 기술을 선도하는 등 관련 학계의 높은 평가를 받는 계기가 되었다.
그동안 새로운 기능을 가진 스핀트로닉스 소재나 소자를 개발하는 데 주력해온 박 교수는 저전력 소모, 빠른 동작 속도, 다기능성의 장점을 가진 스핀소자 개발, 특히 자성메모리, 센서, 열전소자 등의 연구를 수행하고 있다. 뿐만 아니라 박 교수는 현재 미래부의 미래소재디스커버리사업의 스핀궤도소재 연구단에서 스핀궤도토크와 한국연구재단 중견연구자지원사업의 반강자성 스핀트로닉스 연구를 수행하며 연구 영역을 넓혀나가고 있다.
▲나노스핀트로닉스 연구실 |
한편, 박 교수는 연구를 실행하기 위한 세 가지 축으로 인재와 논문, 연구 과제를 꼽았고, 카이스트 부임 이후 이들의 유기적인 선순환 구조를 갖기 위해 힘써온 그는 학생들과 연구의 비전을 공유하며 체계를 마련해갔다. 이후, 박 교수 연구팀은 우수 신진연구자 과제 수주를 통해 기술 개발 및 연구의 디딤돌을 만들어나가게 되었다. 그는 “위의 세 가지 요소 중 연구를 진행하는 데 가장 중요한 것은 학생이라고 생각합니다. 그래서 항상 그들에게 연구에 대한 동기부여와 즐거운 연구 환경을 마련해주기 위해 노력해왔습니다. 또한 학문이나 산업 기술 발달에 기여할 수 있는 연구 주제 발굴에 초점을 두고 있습니다”라고 강조했다.
연구를 통한 사회 기여를 강조해온 박병국 교수. 대중과 공감하는 전자 기술의 개발에 매진할 그의 연구가 해당 분야의 초석을 마련하게 되길 응원해본다.
