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2019년 10월 과학기술인상, KAIST 박병국 교수 선정

2019.10.09 과학기술정보통신부

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2019년 10월 과학기술인상, KAIST 박병국 교수 선정

- 차세대 반도체 핵심 ‘고효율 스핀전류 생성 소재’ 개발 -

□ 과학기술정보통신부(장관 최기영, 이하 ‘과기정통부’)와 한국연구재단(이사장 노정혜, 이하 ‘연구재단’)은이달의 과학기술인상 10월 수상자로 KAIST 신소재공학과 박병국 교수를 선정했다고 밝혔다.

ㅇ ‘이달의 과학기술인상’은 우수한 연구개발 성과로 과학기술 발전에 공헌한 연구개발자를 매월 1명씩 선정하여 과기정통부 장관상과 상금 1천만원을 수여하는 시상이다.

□ 과기정통부와 연구재단은 박병국 교수가 차세대 자성메모리(MRAM)구동의 핵심인 스핀전류^*를 효율적으로 생성하고, 스핀분극을 자유롭게 제어하는 소재를 개발한 공로가 높이 평가되었다고 선정배경을 설명했다.

* 스핀 전류: 일반적인 전류는 전자가 가지고 있는 전하(charge)의 흐름을 말하지만 스핀 전류는 전자의 스핀이 이동하는 현상이다. 스핀 전류는 전하의 실제적인 이동이 없이 나타날 수 있어 주울열(Joule heating)로 인한 전력손실로부터 자유롭다.

ㅇ 국내 반도체산업은 메모리 분야의 기술력에 힘입어 세계 시장을 선도해 왔다. 하지만 4차 산업혁명 시대 반도체 강국의 지위를 유지하기 위해 차세대 소자기술 확보가 필요한 상황이다. 스핀트로닉스^* 기술을 바탕으로 저전력,초고속, 고집적 반도체 소자 개발의 초석을 다진 박병국 교수의 ‘이달의 과학기술인상’ 수상이 10월 29일 반도체의 날을 앞두고 더욱 뜻깊다 할 수 있다.

* 스핀트로닉스 : 전자의 고유 성질인 스핀을 디지털 신호로 활용하는 전자공학 분야로 실리콘을 이용한 기억 소자보다 훨씬 많은 데이터를 고속으로 처리할 것으로 전망

□ 자성메모리는 외부 전원 공급이 없는 상태에서 정보를 유지할 수 있고 집적도가 높으며 고속 동작이 가능해 차세대 반도체로 주목받고 있다. 자성메모리의 동작은 스핀전류를 자성소재에 주입하여 발생하는 스핀토크로 이루어지기 때문에 스핀전류의 생성 효율이 자성메모리의 성능을 결정하는 핵심기술이다.

□ 박병국 교수는 기존 연구자들이 스핀 전류 생성을 위해 스핀궤도결합이 강한 백금, 텅스텐과 같은 중금속 재료를 사용한 것과 달리 스핀궤도결합이 비교적 작다고 알려진 값싼 강자성과 전이금속의 이중층 구조에서 해답을 찾았다.

ㅇ 연구팀은 강자성체인 코발트-철-붕소 합금(CoFeB) 또는 니켈-철 합금(NiFe)과 전이 금속인 티타늄(Ti) 이중층 구조를 제작하여 스핀궤도토크를 측정하였다. 실험결과 강자성/전이금속 계면에서 스핀 전류가 효과적으로 생성되었고, 생성된 스핀 전류의 스핀 분극 방향을 임의로 제어할 수 있었다. 일련의 연구성과는 국제학술지 ‘네이처 머티리얼즈(Nature Materials)’ 2018년 6월호에 게재됐다.

□ 박병국 교수는 “스핀 전류를 효율적으로 생성하고 스핀 방향을 임의로 제어할 수 있는 소재 기술은 차세대 비휘발성 자성메모리 동작 기술로 활용 가능하며, 연산과 기억을 동시에 수행하는 미래 컴퓨팅 핵심소자로 응용할 수 있다.”라며 “앞으로도 미래 반도체 기술을 선도할 스핀기반 신소재 개발에 주력하겠다.”라고 수상 소감을 밝혔다.

“이 자료는 과학기술정보통신부의 보도자료를 전재하여 제공함을 알려드립니다.”

<자료출처=정책브리핑 www.korea.kr>

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