초고속 동작 자기메모리 핵심 기술 개발 성공 - 하드디스크를 뛰어넘는 차세대 자기메모리에 응용 기대 -
연구결과 개요
2. 연구내용
ㅇ 기존의 자구벽 메모리 연구는 대부분 강자성체에서 이루어졌다. 강자성체는 물질 내부의 자화가 한 방향으로 향하는 물질로서, 항상 각운동량*이 존재하기 때문에 워커붕괴현상을 피할 수가 없다.
* 회전운동하는 물체의 운동량으로, 물체의 운동량과 물체와 회전축 사이의 거리를 곱한 값으로 표현하는 벡터량
ㅇ 본 연구진은 강자성체가 아닌 반강자성체를 주목하였다. 반강자성체는 인접한 스핀이 반평행을 이루고 있어서 전체적인 자화의 총합이나 각 운동량의 총합이 0이 되는 물질이다. 본 연구진은 이론적인 선행 연구를 통하여, 반강자성체에서는 각운동량이 0이므로 워커붕괴현상이 사라지고 자구벽의 속도가 급격히 빨라질 것이라는 것을 예측하였다. 그러나 이를 실험적으로 규명하는 것은 쉽지 않았는데, 그 이유는 반강자성체는 자화가 0이므로, 외부자기장으로 제어하는 것이 불가능하기 때문이다.
ㅇ 이에 본 연구진은 GdFeCo합금에 주목하였다. 이 물질은 페리자성체로서, Gd의 자화와 FeCo의 자화가 반평행으로 나열되어 반강자성체적 특성을 띄지만, 각각의 원소의 자화크기가 달라서, 전체적으로 총 자화가 0이 되지 않는 물질이다. GdFeCo의 경우, 물질의 조성이나 온도를 바꿈으로써, 자화의 총합이나 각운동량의 총합을 바꿀 수 있는데, 특이하게도, 자화의 총합이 0이되는 온도와 각운동량의 총합이 0이 되는 온도가 다르게 나타난다. 즉, 각운동량의 총합이 0이 되는 곳에서 자화가 남아 있으므로, 외부 자기장으로 제어가 가능하다는 것을 의미한다.
초고속 동작 자기메모리 핵심 기술 개발 성공
물질 내부의 스핀이 반평행을 이뤄 워커붕괴현상이 일어나는 물질이 뭐니
반강자성체