KIC News, Volume 21, No. 3, 2018
KIC News, Volume 21, No. 3, 2018 41
자성 절연체를 이용하여 그래핀의 스핀 방향을 제어하는 데 성공 - 스핀트랜지스터의 실현 기대 -
일본 양자과학기술연구개발기구(QST) 양자빔과학연구부문의 사카이 세이지(境誠司上) 연구원 등의 연구 그룹은 그래핀 회로를 이용한 스핀트랜지스터의 실현을 위해 필수적인 전자스핀의 방향을 제어하는 신기 술을 개발하는 데 성공했다. 이번 성과는 현재 전자가 안고 있는 성능 향상의 한계점과 전력 소모 문제를 해결하여 스핀트로닉스 분야에 진보를 가져올 것으로 기대된다.
스핀트로닉스가 차세대 정보 기술의 주역으로 발전하기 위해서는 연산 장치에서 중심적인 역할을 담당 하는 스핀트랜지스터가 실현되는 것이 핵심이다. 그래핀은 스핀의 방향을 장거리 동안 유지할 수 있는 도 선의 재료로서 스핀트랜지스터로의 응용이 기대된다. 그래핀을 스핀트랜지스터에 이용함으로써, 연산 장치 로 응용하기에 적합한 고속이면서 에너지 소비가 적은 스핀트랜지스터의 실현이 기대되고 있다. 한편, 그 래핀 회로로 스핀트랜지스터를 구성하기 위해서는 그래핀을 통과하는 전자의 스핀 방향을 제어하는 기술 을 개발하는 것이 핵심이다. 연구진은 전류가 흐르지 않는 자성 절연체로 그래핀 중 스핀의 방향을 제어하 는 신기술 개발에 성공했다. 이는 스핀트랜지스터 실현을 위한 진보이다.
본 성과로 향후 정보 기기 등의 전력 소비량이 현저히 감소되고 충전이 필요 없는 휴대 기기도 등장도 기대할 수 있을 것이다.
본 성과는 2018년 4월 4일 Advanced Functional Materials지 온라인판에 게재되었다(※발표논문참조).
※발표논문 : Seiji Sakai Sergei V. Erohin Zakhar I. Popov, Satoshi Haku Takahiro Watanabe, Yoichi Yamada, Shiro Entani, Songtian Li, Pavel V. Avramov Hiroshi Naramoto, Kazuya Ando, Pavel B. Sorokin, Yasushi Yamauchi , “Dirac Cone Spin Polarization of Graphene by Magnetic Insulator Proximity Effect Probed with Outermost Surface Spin Spectroscopy”, Advanced Functional Materials, 04 April 2018
DOI: 10.1002/adfm.201800462
Figure. 그래핀 트랜지스터의 개념. 자성 절연체를 게이트 전극으로 이용하여 그래핀의 스핀을 조작한다. 소스 전극으로 부터 그래핀에 주입된 전자의 스핀은 게이트 전극을 구성하는 자성 절연체의 스핀과 상호 작용하여 절연체의 스핀과 같 은 방향으로 방향이 바뀐다. 이와 같이 게이트 전극을 이용하여 소스 전극에서 드레인 전극까지 이르는 그래핀의 스핀의 흐름을 제어함으로써 스핀트랜지스터로 작동한다.
출처: 2018.04.04. NIMS(http://www.nims.go.jp/news/press/2018/04/201804040.html) 작성: 소 대 섭 (한국과학기술정보연구원)
