스핀-역학적 셔틀 소자 구현 가능성 규명

박영우 교수

아주경제 이한선 기자 = 국내연구진이 스핀-역학적 셔틀 소자 구현이 가능함을 규명했다.

미래창조과학부는 서울대 박영우 교수 연구진과 스웨덴 예테보리 대학의 매츠 죤슨 교수(전 노벨 물리학상 심사위원 및 위원장 역임) 연구진이 공동으로 스핀-역학적 셔틀 소자 구현이 가능함을 이론적으로 규명했다고 23일 밝혔다.

이같은 결과는 자성 셔틀 현상을 새로운 양자기능 연구의 도구로 만들어 줄 것으로 기대된다.

나노 크기의 자성체 전극들 사이에 움직이는 양자점의 스핀이 스핀-역학적 셔틀 소자는 나노 간격의 강자성 전극 사이에 위치해 움직이고 있는 양자점의 스핀 방향이 외부 자기장에 의해 반대로 바뀌면서 마치 셔틀 버스처럼 한쪽 강자성 전극에서 방출된 단일 전자를 이 움직이는 양자점에 담아 다른 쪽 강자성 전극으로 실어 나르는 현상을 말한다.

연구진은 움직이는 양자점을 사이에 둔 자성체 나노 전극에 외부 자기장을 가했을 때 새로운 스핀-역학적 양자 소자의 가능성을 규명했다.

이번 연구는 미래부와 한국연구재단이 지원하는 해외우수연구기관유치사업의 지원을 받아 수행돼 미국물리학회에서 발간하는 저명한 과학 전문지인 피지칼리뷰레터스 21일자 온라인판에 게재됐다.

박영우 교수는 “이번 연구결과는 새로운 자성 양자 소자 개발 가능성을 제시한 것으로 현재 스마트폰 등에 사용되고 있는 금속 릴레이 스위치를 가벼운 탄소나노튜브나 그래핀을 사용한 전기역학적 소자로 대체할 수 있다”며 “연구에서 이론적으로 규명한 자성 셔틀 소자로 대체해 획기적으로 새로운 기능을 갖춘 세계 최초의 자성 스마트폰 개발이나, 양자컴퓨터 개발에 기여할 수 있다”라고 밝혔다.