국내연구진, 차세대 통신소자 핵심기술 개발

국내 연구진이 '스커미온'을 기반으로 차세대 통신소자로 사용할 수 있는 핵심 기술을 개발했다. 스커미온이란 '스핀(입자가 갖고 있는 각운동량)'이 소용돌이 모양으로 배열된 구조체를 의미한다.
우성훈 한국과학기술연구원(KIST) 스핀융합연구단 선임연구원과 홍정일 대구경북과기원(DGIST) 신물질과학전공 교수 공동 연구진은 스커미온 스핀 구조체를 사용해 새로운 형태의 차세대 광대역 통신 소자에 적용 가능한 물리적 현상을 규명했다고 29일 밝혔다.
2009년 발견된 스커미온은 안정성과 효율적인 움직임 등으로 초고밀도, 고속력 차세대 메모리 소자의 후보물질로 각광받고 있다. 하지만 스커미온의 매우 작은 크기와 빠른 운동 속도 때문에 스커미온의 운동을 실제 관측하기가 어려워 상용화로 연결짓는데 한계가 있었다.
연구진은 그동안 이론적으로만 제시되어 왔던 '스커미온 호흡운동'을 처음으로 구현하는데 성공했다. 스커미온 호흡운동이란 외부 신호에 반응해 스커미온 크기가 커졌다 작아졌다 반복하는 현상으로 새로운 고주파를 발생시키는 움직임이다. 연구진은 X-선 촬영기법을 이용해 스커미온의 호흡운동을 1나노초(1초는 10억분에 1초) 단위로 관측하는데 성공했다. 우성훈 선임연구원은 "이번 연구는 그동안 학계에서 주목해온 메모리 소자로의 적용을 넘어 미래 전자기기 전 분야에 스커미온이 큰 역할을 할 수 있음을 제시하고 있다"고 말했다. 그는 "기존에 이론으로만 제시되었던 스커미온 기반의 고효율 차세대 통신소자가 실제 가능하다는 연구 결과"라며 "향후 미래 고성능 전자기기들의 효율적인 통신을 위한 차세대 통신소자 개발을 앞당기는데 기여할 것"으로 기대했다. 연구결과는 국제학술지인 '네이처 커뮤니케이션스' 24일자에 게재됐다.
[원호섭 기자]