왼쪽부터 울산대 김광수 박사과정생, 울산대 김상훈 교수, 성균관대 안효빈 연구원, KIST 박태언 박사. [울산대학교 제공. 재판매 및 DB 금지]

(울산= 김용태 기자 = 국내 연구진이 나노미터(㎚·10억분의 1ｍ) 크기의 2차원 자성체에서 자기저항을 30배 이상 조절하는 기술을 입증했다.

11일 울산대에 따르면 이 대학의 김상훈 나노반도체공학과 교수팀은 한국과학기술연구원(KIST) 박태언 박사팀, 한국과학기술원(KAIST) 김세권 교수팀, 연세대 김경환 교수팀, 성균관대 이창구 교수팀과 공동연구를 통해 2차원 자성체에서 자기저항을 30배 이상 조절하는 데 성공했다.

자기저항 효과는 각종 자기 센서, 차세대 메모리 등 데이터 저장 장치의 핵심 원리로 활용된다.

특히 거대 자기저항과 터널 자기저항은 지난 30년간 데이터 저장 기술 발전에 기여했다.

그러나 기존 자기저항은 조절이 어렵다는 한계가 있었다.

공동연구팀은 나노 전자소자 내 자성체에 전류를 흘려 강자성체에서 반강자성체로의 상전이를 유도해 자기저항 변화를 기존 5%에서 170%까지 증가시켰다.

이는 기존 자기저항 제어 방식과는 근본적으로 다른 접근법으로, 연구팀은 이 변화가 2차원 자성체의 원자층 사이에 존재하는 반데르발스 틈 때문임을 밝혀냈다.

전류를 이용한 자기 상전이는 1996년 영국 옥스퍼드대에서 이론적으로 제시된 이후 30년간 실험적으로 입증되지 못했던 현상이다.

연구팀 관계자는 "이번 연구는 이러한 난제를 해결해 차세대 전자 소자 개발에 새로운 방향을 제시했다"고 말했다.

연구팀은 다양한 관점에서 추가 연구를 진행하고, 산업적 적용 가능성을 확대하는 방안을 살펴볼 예정이다.

연구 결과는 재료과학 분야 최상위 저널인 '어드밴스드 머티리얼스'(Advanced Materials)에 지난달 28일 게재됐다.