연구결과는 화학 분야 세계적 권위지 ‘ACS Nano’ 최신호에 게재됐다.
연구팀이 다룬 소재 ‘Mn3Sn’(망간-주석 합금)은 전자의 움직임뿐 아니라 스핀(전자 자기 방향)을 이용해 정보를 저장하는 차세대 메모리 후보 소재다. 스핀트로닉스라 불리는 이 기술은 전기를 거의 쓰지 않고도 정보 변환이 가능해 주목받고 있다.
그러나 그동안 고가·저속 연구용 장비로만 고품질 박막 제작이 가능했다. 산업용 공정인 스퍼터링 방식에서는 결정이 한쪽으로 틀어지거나 계면이 매끄럽지 않아 스핀 상태를 완전히 제어하기 어려운 것이 한계였다.
김상훈 교수팀은 이를 해결하기 위해 ‘망간 함량을 세밀히 조절하는 공정’을 도입했다. 이 방식으로 소재 내부의 결함을 최소화하고, 금속층과 소재가 만나는 경계면을 원자 단위로 평탄하게 만들었다.
그 결과 산업용 공정에서도 실험실 최고 수준의 품질을 구현하며, 전자 스핀 배열을 100% 정확히 바꿀 수 있는 데 성공했다.
김상훈 교수는 “AI 반도체의 전력 소모를 크게 줄일 기술로 이어질 것”이라고 밝혔다. 이다예기자
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