우성훈 KIST 박사팀 현상 규명
국내 연구진이 소용돌이 모양으로 배열된 스핀들의 구조체인 '스커미온'을 사용해 차세대 초저전력·초고주파 통신 소자에 적용할 수 있는 핵심 원천기술을 개발했다.
우성훈 한국과학기술연구원(KIST) 스핀융합연구단 박사(사진)팀은 홍정일 대구경북과학기술원(DGIST) DGIST-LBNL 신물질연구센터장과 공동으로 스커미온을 사용해 차세대 광대역 통신소자에 적용할 수 있는 물리적 현상을 규명했다고 29일 밝혔다.
2009년 발견된 스커미온은 위상학적 안정성과 작은 크기, 효율적인 움직임 등으로 인해 초고밀도·고속력 차세대 메모리 소자의 기본 단위로 학계의 주목을 받고 있다. 최근에는 스커미온이 보이는 독특한 동역학적 움직임인 '스커미온 호흡운동' 현상을 사용하면 메모리 소자를 넘어 차세대 고주파 발진기 소자도 구현할 수 있다는 이론적 예측이 나왔다. 스커미온 호흡운동은 외부 신호에 반응해 스커미온의 크기가 커졌다 작아지기를 반복하며 새로운 고주파를 발생하는 움직임을 말한다.이번 연구에서 연구팀은 이런 스커미온의 호흡운동을 세계 최초로 구현했다. 시공간 분해능이 우수한 엑스선 촬영기법을 이용, 외부 신호에 반응하는 스커미온의 미세 호흡운동을 1나노초(㎱·10억분의 1초) 단위로 관측하는 데 성공했다.
또 외부 전류를 이용한 스커미온의 효율적인 생선 기법을 개발해 미래 전자기기에 활용할 가능성을 열었다.
우성훈 KIST 박사는 "기존에 이론으로만 제시됐던 스커미온 기반의 고효율 차세대 통신소자가 실제 가능하다는 것을 입증한 연구 결과"라며 "미래 고성능 전자기기들의 효율적인 통신을 위한 차세대 통신소자 개발을 앞당기는 데 기여할 것"이라고 말했다.
이번 연구결과는 국제 학술지 '네이처 커뮤니케이션스'에 게재됐다.
남도영기자 namdo0@dt.co.kr
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