고려대학교 공과대학(학장 김용찬) 신소재공학부 김영근 교수팀(김용진 박사/공동제1저자, 이민혁 석박사통합과정/공동제1저자)이 차세대 자기메모리(MRAM)의 구동전류를 획기적으로 저감할 수 있는 소재기술을 선보여 관련 분야의 기대감을 높였다.

기존의 반도체를 기반으로 하는 메모리와는 달리 자성박막을 이용해 정보를 저장하고 처리하는 메모리 소자인 ‘자기메모리’는 특히 스핀궤도토크(spin-orbit torque)를 이용하는 방식으로 동작 속도와 에너지 효율 측면에서 유리할 것으로 판단돼 세계 각국에서 경쟁적으로 개발하고 있다. 하지만 스핀궤도토크 방식의 자기메모리는 정보기록을 위해 높은 구동전류가 발생해 상용화까지 이어지지 못하고 있는 실정이다.

이에 김영근 교수팀은 스핀궤도토크 자기메모리가 정보기록을 위해 비자성층/강자성층 박막 구조를 사용하고 비자성층 경우 스핀-궤도 결합력이 강한 텅스텐(W)이 주목받는 것에서 착안해, 비자성층/강자성층 계면에 반응성 스퍼터링 기법을 이용한 텅스텐 질화물 초박막을 삽입하고 계면제어에 따라 스위칭 구동전류를 획기적으로 저감할 수 있는 기술을 개발했다. 이는 기존 기술보다 무려 5배 이상 낮은 구동전류를 확보할 수 있어 실용화 단계에 성큼 다가섰다는 평가를 받고 있다.

더욱이 과학기술정보통신부 미래소재디스커버리사업의 지원으로 수행된 이번 연구 결과는 재료과학 분야 최고 권위의 국제 학술지인 Acta Materialia(악타 머터리얼리아)에 실렸을 뿐만 아니라 국내외 특허 출원도 마친 상태다.  / 공과대학신문

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