테크노트 반도체 속도 한계 넘는다...UNIST, 스핀-전하 변환 제어 기술 입증

국내 연구진이 교자성체(ferromagnetic-like antiferromagnet) 내부에서 스핀의 정렬 방향을 바꿔 변환 신호의 방향까지 뒤집는 데 성공했다. 복잡한 다층 구조나 강한 자기장 없이도 전류 스위칭이 가능해지는 원리를 제시한 것으로, 향후 저전력 스핀 반도체 소자 개발의 전기를 마련했다는 평가다. UNIST 신소재공학과 유정우 교수와 물리학과 손창희 교수 연구팀은 10일 산화루테늄 기반 교자성 소재에서 스핀-전하 변환을 가역적으로 제어할 수 있음을 실험적으로 규명했다고 밝혔다. 산화루테늄은 최근 반도체 분야에서 강자성과 반강자성의 장점을 모두 지닌 ‘제3의 자성 소재’로 주목받는 물질이다. 이론적으로는 기존 반도체 소자의 속도 한계를 뛰어넘고 에너지 효율을 크게 높이는 스핀 반도체 구현이 가능하다는 점에서 많은 관심을 받고 있다. 하지만 실제 전자소자로 활용하려면 스핀 신호를 회로가 인식할 수 있는 전류 신호로 바꾸는 ‘스핀-전하 변환’이 필수적임에도, 교자성 소재에서는 이를 정밀하게 제어하는 기술이 부족했다. 연구팀은 교자성체 내부에서 스핀 정렬 방향을 나타내는 네엘 벡터(Néel vector)를 조절하면 스핀이 전하로 변환될 때의 극성(

• 이창현 기자
• 2025-12-10 13:18