김영근 회원 (고려대) 연구팀, 고효율 자기메모리 핵심 소재 개발
 
우리 학회 학술부회장인 고려대 공과대학 신소재공학부 김영근 교수 연구팀이 차세대 자기메모리의 핵심 소재로 사용될 수 있는 고효율 스핀류 전환 소재를 개발했다고 8월 23일 밝혔다.
 
자기메모리(MRAM)는 자성을 띄는 물질을 이용해 정보를 저장하고 읽어내는 기억장치로 전원이 차단돼도 저장된 정보가 사라지지 않는다는 점에서 기존 메모리 소자와 구별된다. 특히 스핀궤도 돌림힘(spin-orbit torque, SOT)이 차세대 MRAM의 대표적 구동원리로 주목받고 있다.
 
연구진은 현재 반도체 공정에서 배선 플러그에 사용 중인 텅스텐(Tungsten, W)에 주목했고, 바나듐(Vanadium, V)과의 합금화를 유도한다면 높은 스핀류 전환 효율을 보일 수 있다는 울산대 임성현 교수팀의 제일원리 이론 계산결과에 기반해 텅스텐-바나듐 합금을 제작했다.

텅스텐-바나듐 합금은 기존 텅스텐 단일박막 대비 스핀류 전환 효율이 약 40% 이상 개선된 결과를 보였다. 이론 계산을 진행해 도출한 텅스텐-바나듐 합금의 특성값과 상당히 유사한 결과를 나타내는 것을 확인했다.
 
연구팀은 “반도체 공정 친화적이고 높은 스핀류 전환 효율을 보이는 텅스텐-바나듐 합금은 차세대 자기메모리 소자의 스핀류 생성층으로써 사용될 수 있는 가능성이 높은 소재이며, 한국을 포함한 미국과 유럽 그리고 일본에서의 특허를 확보해 두어 차세대 자기메모리 소자 개발 경쟁에서 앞서 나갈 수 있는 기틀을 마련했다는 점에서 의미가 있다”라고 연구 의의를 설명했다.
 
과학기술정보통신부 원천기술개발사업(미래소재디스커버리사업) 지원으로 수행된 이번 연구의 성과는 국제학술지 '엔피지 아시아 머티리얼즈(NPG Asia Materials)'에 8월 20일 게재됐다.
 
■ 논문 정보
*논문명: Spin-orbit torque engineering in β-W/CoFeB heterostructures with W-Ta or W-V alloy layers between β-W and CoFeB
*URL: https://doi.org/10.1038/s41427-021-00326-8
 
-출처: 전자신문