DGIST ‘밸리트로닉스’ 핵심 이론 발견
DGIST ‘밸리트로닉스’ 핵심 이론 발견
  • 김영태기자
  • 등록일 2019.06.17 20:12
  • 게재일 2019.06.18
  • 댓글 0
이 기사를 공유합니다

이재동 교수 연구팀
양자 정보 저장 가능 ‘획기적’

이재동(사진 왼쪽)교수와 김영재 학생.
DGIST 연구진이 차세대 반도체 기술 중 하나로 주목받고 있는 벨리트로닉스 기술 구현을 확장할 수 있는 이론을 발견했다.

특히 이번에 발견한 이론은 기존의 데이터 처리속도를 뛰어넘는 차세대 자성 신기술인 밸리트로닉스 기술 개발을 한 차원 도약시킬 것으로 기대된다.

17일 DGIST(총장 국양)에 따르면 이재동 신물질과학전공 교수 연구팀이 차세대 반도체의 성능에 기여할 밸리 도메인 형성과 이에 따른 특이 전류 구현 및 제어 메커니즘을 발견했다고 밝혔다.

이번 연구는 밸리 도메인과 전류, 서로 다른 두 물리량의 상호 관계성을 발견 및 응용한 것으로써 큰 의미가 있는 것으로 학계는 평가하고 있다.

이재동 교수팀은 이번 연구를 통해 차세대 반도체 소재로 주목받는 이차원 단층 물질인 이황화몰리브덴에서의 밸리 도메인의 형성을 발견해 밸리 스핀의 안정성 문제를 일거에 해결했다.

밸리 도메인이란 물질 내부에서의 전자들이 같은 밸리 운동량을 가진 영역으로 정의되며 이를 통해 이차원 단층 물질에서 구현된 밸리 도메인이 극한적인 나노구조에서 스핀을 대신할 정보저장매개로서 활용될 수 있음을 규명했다.

심지어 밸리 도메인의 크기를 제어해 ‘특이가로전류(anomalous transverse current)’를 발생시킬 수 있음을 발견했다.

특이가로전류란 도메인 벽의 이동으로 인해 필연적으로 발생하며 밸리 도메인의 움직임에 따라 항상 한 방향으로만 흐르는 전류이다. 이를 통해 이종접합이라는 기존의 반도체 다이오드의 방식과 구조를 탈피한 단순한 형태의 단일물질 이차원 나노구조의 다이오드 메커니즘 제안과 활용 가능성도 보여줬다.

밸리(Valley)는 전자의 파동에 의해 발생하는 진동에너지의 꼭짓점 영역이며 밸리 스핀으로도 불린다.

이 밸리들을 결정하는 양자수를 이용해 정보를 저장 및 활용하는 방식이 밸리트로닉스인데, 기존의 전하나 스핀을 제어하는 기술을 뛰어넘어 양자 정보의 저장이 가능하기 때문에 미래 전자소자 및 양자 컴퓨팅 기술에 응용될 수 있다.

DGIST 신물질과학전공 이재동 교수는 “이번 연구를 통해 밸리 자성과 전기 신호 제어라는 동떨어진 두 현상을 단층 단결정 물질에서 동시에 활용할 수 있는 밸리트로닉스의 핵심 이론을 발견했다”며 “밸리트로닉스 연구가 더욱 고차원적으로 응용이 가능해 저전력, 초고속 정보저장성 플랫폼의 발전을 더욱 앞당길 수 있기를 기대한다”고 말했다. /김영태기자
김영태기자님의 최신기사

댓글삭제
삭제한 댓글은 다시 복구할 수 없습니다.
그래도 삭제하시겠습니까?
댓글 0
댓글쓰기
계정을 선택하시면 로그인·계정인증을 통해
댓글을 남기실 수 있습니다.