스핀트로닉스 연구現況 및 전망에 관한 고찰
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작성일 20-11-28 21:57
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2. 스핀의존 현상
1985년 듀퐁사의 Carcia 그룹은 인위적으로 제작된 Co/Pd 나노다층박막 시스템에서 Co 층의 두께가 약 8 Å 이하일 경우 스핀의 방향이 박막면에 수직하게 정렬하는 소위 수직자기이방성(perpendicular magnetic anisotropy)을 가진다는 새로운 실험결과를 학계에 발표하면서 이 분야 연구의 기폭제가 되었다(그림1 참조). 이는 통상 자성박막이 자기지움(demagnetization) 에너지…(drop)
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1. 서 론
최근 자성체의 스핀현상을 이용하여 메모리, 센서, 정보저장 등에 이용하려는 스핀트로닉스(spintronics) 분야가 학문적 측면뿐 아니라 응용적 측면에서 새로운 연구분야로 급부상하고 있다 이는 고진공 증착기술과 표면과학의 급속한 발전으로 자성체의 자기적 characteristic(특성)을 좌우하는 원자스핀간의 교환상호작용 거리인 수 나노미터(nm) 두께에서 자성박막의 인위적 제조가 가능하게 되고, 이들 인위적 제조물질에서 기존의 자성체의 10배 이상의 수직자기이방성이나 100배 이상의 거대자기저항(Giant Magneto-Resistance)등 흥미로운 물리적 현상들이 발견되면서 이들 현상을 이용 다양한 응용 가능성이 대두되기 때문이다 특히 정보기술과 관련 1 Tb/㎠ 초고밀도/대용량 자기 및 광자기 기록매체, 1 GB/s data rate 고감도 자기기록헤드, 현재의 Si 반도체에 기초한 electronic devices의 속도 및 집적도의 한계를 훨씬 능가하는 자기메모리(MRAM:Magnetic Random Access Memory), 스핀트랜지스터 등 스핀트로닉스라는 새로운 기술혁명을 가져올 가능성이 높기 때문이다[1-3].
본 글에서는 스핀트로닉스 연구개발의 기폭제가 된 스핀방향천이 및 거대자기저항의 물리적 현상을 먼저 설명(說明)하고, 이들 현상들을 이용한 자기기록 및 광자기기기록, GMR 헤드, 자기메모리 등 스핀트로닉스 연구개발 동향을 기술한 후, 마지막으로 이 분야의 향후 展望(전망) 을 언급하고자 한다.
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