스핀트로닉스 연구현황 및 전망에 관한 고찰

소개글

스핀트로닉스 연구현황 및 전망에 관한 고찰에 대한 보고서 자료입니다.

목차

1. 서 론

2. 스핀의존 현상

3. 스핀트로닉 기술

4. 향후 전망

본문내용

정함으로써 이루어진다. GMR 자기메모리 소자는 미국의 Honeywell 과 Motorolar 회사를 중심으로 연구가 되어왔는데, 최근에는 IBM사에서 TMR(투과자기저항) 현상을 이용한 자기메모리 소자를 집중적으로 개발하고 있다. TMR 소자는 GMR 소자에 비해 큰 자기저항으로 인해 신호가 크고 또한 전력소모가 작다는 장점이 있으나, 소자의 저항이 106 Ωμm2 정도로 아주 크기 때문에 소자가 작아질 경우 작동시간이 길고 잡음이 크다는 단점이 있다. IBM사는 현재 가장 빠른 반도체DRAM보다 작동시간이 6배 빠른 1kb의 TMR 자기메모리를 개발했고, Honeywell사는 기존의 반도체 메모리가 정상적으로 작동하기 힘든 고복사(high radiation)환경에서도 완벽히 작동하는 64kb GMR 자기메모리 개발에 성공했다. 이런 기술발전 추이로 볼 때 21세기 초 Giga비트급 자기메모리가 개발될 것으로 예상된다. 이 자기메모리 기술이 성공하면 오늘날 반도체 SRAM의 빠른 속도와 고밀도의 DRAM의 장점을 겸비한 비휘발성 메모리가 실현될 것이다.
4. 향후 전망
향후 스핀트로닉스분야 연구는 새로운 스핀의존현상에 대한 학문적 규명과 이를 이용한 스핀의존 소자를 개발하는 것이 연구의 초점이 될 것이다. 이를 위해서는 현재의 마이크로자성학을 초월해 전자스핀 교환상호작용이 일어나는 나노 차원에서 자성체를 제어하고 재현성 있게 제조하며, 이들 나노자성체에서의 스핀거동현상을 포함한 물리적 특성을 이해할 수 있는 나노자성학이 학문적으로 정립돼야 한다. 그리고 새로운 자성체 물질과 이를 이용한 초고속·초고밀도 스핀트로닉 소자들을 개발하는 것이 21세기 이 분야 연구에 있어 새로운 과학기술적 도전이다.
응용적 측면에서 몇가지 중요한 향후 연구분야로는, 높은 자기저항의 스핀트로닉스 물질개발을 위한 스핀편극율 100%인 물질 탐구, 초상자성 효과를 극복할 높은 자기이방성의 수직자기이방성 물질 탐구, 반도체나 초전도체와의 hybrid electronics 개발을 위한 spin injection 현상 연구, 정보저장 밀도 및 속도의 궁극적 한계를 밝히기 위한 고분해능 자구관찰 기술개발 및 동력학연구[4,5]등이 있다. 이런 연구가 성공적으로 이루어지면, 20세기 반도체의 전하를 이용한 「전하엔지니어링시대」에서 자성체의 스핀을 이용하는 스핀엔지니어링시대」가 열려 인류는 21세기 소위 스핀트로닉스라는 새로운 기술혁명에 의한 문명의 이기를 경험하게 될 것이다.
참 고 문 헌
G. A. Prinz, in Magnetism Beyond 2000, A. J. Freeman and S. D. Bader, eds., North-Holland, Amsterdam (1999), p.57 and references therein.
J. L. Simonds, Physics Today 48, 26 (1995) and references therein.
M. H. Kryder, MRS Bulletin 21, 17 (1996) and references therein.
S.-B. Choe and S.-C. Shin, Phys. Rev. Lett. 86, 532 (2001).
Y. Acremann et al., Science 290, 492 (2000).
그림 . Co 자성박막 두께 변화에 따른 스핀방향천이 현상
(Carcia et al., APL 47, 178 (1985)]
그림 2. 거대 자기저항(GMR) 현상.
(Baibich et al., PRL 61, 2472 (1988)
그림 3. 광자기 기록기술 개략도
그림 4. GMR 스핀 밸브 헤드 구조
그림 5. 자기 메모리(MRAM) 개략도

키워드

스핀트로닉스,   spintronics,   MRAM,   자기메모리,   광자기기록