​물질의 전기성-자성 상관관계 원리 규명…고집적 메모리소자 개발 촉진 기대

아주경제 김봉철 기자 = 국제공동연구진이 물질의 전기성과 자성이 강한 상관관계를 지닌다는 사실을 밝혀냈다.

이는 두 특성이 서로 독립적이라는 기존 통념을 깬 것으로 차세대 고집적 메모리 소자 등의 개발을 촉진할 것으로 기대된다.

미래창조과학부는 서울대 물리천문학부 김기훈 교수와 같은 학부 김재욱·김승현·천세환 박사, 성균관대 물리학과 한정훈 교수가 공동으로 이러한 연구성과를 냈다고 29일 밝혔다.

이 연구에는 이들 외에 고자기장 분야에 뛰어난 미국국립고자기장연구소, 럿거스대, 로스알라모스국립연구소 등도 참여했다.

세계적으로 전기-자기 상호작용이 자주 나타나는 다강체를 이용해 차세대 메모리 소자를 개발하려는 연구가 활발하지만 상호작용의 원리는 정확히 규명되지 않았다.

그 간에는 전기성과 자성이 서로 독립적으로 생성되며 간접적으로만 약하게 상호작용한다는 게 정설로 통했다.

하지만 연구진은 다강체에서 전기분극과 자극이 생성되는 순간부터 비례적으로 강한 상호작용이 이뤄진다는 사실을 확인하고 그 원리를 규명했다.

코발트 이온이 함유된 다강체 물질에 높은 자기장을 가해 자극이 발현되도록 한 뒤 자극과 전기분극의 상호관계를 측정한 결과 생성 때부터 정확히 비례 관계를 유지하고 있었다는 것이다.

이번 연구 성과는 메모리 소재의 집적도를 높일 수 있는 물리적 근거를 마련한 것으로, 이를 활용하면 고집적 메모리소자와 초저전력 자기센서의 상용화를 크게 앞당길 수 있을 것으로 연구진은 기대했다.

한편 연구 성과는 이날 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션스’(Nature Communications) 온라인판에 실렸다.