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동향 기본정보
데이터 저장 가능 고속 자성 입자
동향 개요
| 기관명 | NDSL |
|---|---|
| 작성자 | KISTI 미리안 글로벌동향브리핑 |
| 작성일자 | 2017-10-03 00:00:00.000 |
| 내용 | 새로운 연구에 따르면 불과 몇 년 전에 발견된 이국적인 종류의 자기적 거동은 '무어의 법칙'의 근본적인 한계를 극복할 수 있는 데이터 저장 방법으로 개발될 수 있다. 여기서 무어의 법칙은 최근 수십 년 동안 컴퓨터 및 데이터 저장의 지속적인 발전을 보여준다. 오늘날의 자기 디스크처럼 표면의 자화된 입자의 방향을 변화시킴으로써 한 번에 한 비트씩 데이터를 읽고 쓰는 대신에 새로운 시스템은 '스커미온 (skyrmion)'이라고 불리는 자기 방향의 작은 교란을 이용한다. 서로 다른 금속 필름에 겹쳐진 얇은 금속 필름에서 발생하는 가상 입자는 전기장을 사용하여 조작하고 제어할 수 있으며 추가 에너지 입력이 필요없이 장기간 데이터를 저장할 수 있다. 2016 년 MIT의 연구팀이 스커미온의 존재를 보고했으나 표면의 입자 위치는 전적으로 무작위로 나타났다. 최근 데이터 저장 시스템에서 이러한 입자를 사용하기 위한 핵심 요구 사항인 특정 위치에서 이러한 입자를 자유롭게 만들 수 있는 실험을 처음으로 시연했다. 상용화 가능한 시스템을 만들기 위해서는 데이터를 읽는 효율적인 시스템이 필요하다. 새로운 발견은 네이쳐 ('Field-free deterministic ultrafast creation of magnetic skyrmions by spin ndash;orbit torques')에 보고되었다. 이 시스템은 한 방향으로 향하는 자극과 다른 방향으로 향하는 자극이 있는 원자 사이의 경계 영역에 초점을 맞춘다. 이 경계 영역은 자기 재료 내에서 앞뒤로 움직일 수 있다. 연구팀이 4 년 전에 발견한 것은 이 두 경계 영역이 비자성 중금속의 두 번째 시트를 자성층에 매우 가까이 배치함으로써 제어될 수 있다는 것이었다. 비자성층은 자기 층에 영향을 줄 수 있고, 비자성층의 전계는 자성층의 자기 도메인 주위를 밀 수 있다. 스커미온은 이러한 층 내에서 자기 방향의 작은 소용돌이이다. 특정 지역에서 스커미온을 만들 수 있는 열쇠는 중대한 결함이 있음을 나타낸다. 자성층에 특정 종류의 결함을 도입함으로써, 스커미온은 표면의 특정 위치에 고정된다. 의도적인 결함이 있는 표면은 스커미온에 인코딩된 데이터의 제어 가능한 쓰기 표면으로 사용될 수 있다. 연구팀은 물질의 결함이 실제로 도움이 된다는 것을 깨 달았다. 스커미온을 실용적인 데이터 저장 매체로 만드는데 필요한 '가장 큰 누락된 조각 중 하나'는 필요할 때 언제 어디서나 창조할 수 있는 확실한 방법이다. 연구팀이 발견한 것은 그러한 형식을 작성하는 매우 빠르고 효율적인 방법이었다. 기본적으로 자성의 소용돌이가 거의 없기 때문에 외부 자기장에 비해 믿을 수 없을 정도로 안정적이기 때문에 자기 표면의 극소 영역만 사용하여 데이터를 저장할 수 있다. 이는 엄청나게 많은 데이터가 주어진 크기의 표면에 쓰여질 수 있음을 의미한다. 기존의 자성 시스템은 재료의 기본 물리에 의해 설정된 한계에 도달하여 잠재적으로 무어의 법칙의 기초가 되는 저장 용량의 지속적인 향상을 막을 수 있기 때문에 중요한 특성이다. 새로운 시스템은 완성된 후에도 점점 더 고밀도의 데이터 스토리지에 대한 발전을 계속할 수 있는 방법이다. 또한 이 시스템은 데이터를 매우 고속으로 인코딩할 수 있으므로 하드 디스크와 같은 자기 매체를 대체할 뿐만 아니라 계산을 위해 RAM (Random Access Memory)에 사용되는 훨씬 빠른 메모리 시스템에도 효율적이다. 그러나 여전히 부족한 것은 일단 저장되면 데이터를 읽는 효과적인 방법이다. 이것은 정교한 엑스선 자기 분광법을 사용하여 수행할 수 있지만 실용적인 컴퓨터 메모리 시스템의 일부가 되기에는 너무 복잡하고 비싼 장비가 필요하다. 연구팀은 정보를 다시 얻는 더 나은 방법을 모색할 계획이며 규모에 맞게 실제 제조할 수 있다. 엑스선 분광기는 렌즈가 없는 현미경과 유사하다. 따라서 이미지는 렌즈를 사용하여 광선을 굴절시켜 수집된 데이터를 수학적으로 재구성시킨다. 엑스선 렌즈가 존재하지만 매우 복잡하며 각각 4 만 ~ 5 만 달러의 비용이 소요된다. 그러나 다른 층에 추가된 금속 층을 사용하여 데이터를 읽는 다른 방법이 가능할 수 있다. 이 추가 된 층에 특정 텍스처를 생성하면 인접 층에 스커미온이 있는지 여부에 따라 레이어의 전기 저항의 차이를 감지할 수 있다. 이것이 효과가 있다는 데는 의문의 여지가 없다. 단지 필요한 엔지니어링 개발을 파악하는 것 일 뿐이다. 연구팀은 이 질문과 그 밖의 가능한 전략을 추구하고 있다. |
| 출처 | |
| 원문URL | http://click.ndsl.kr/servlet/OpenAPIDetailView?keyValue=03553784&target=TREND&cn=GTB2017003136 |
| 첨부파일 |
추가정보
| 과학기술표준분류 | |
|---|---|
| ICT 기술분류 | |
| 주제어 (키워드) | 1. 스커미온,데이타 저장,자기,비자성 중금속,자기 도메인 2. skyrmion,data storage,magnet,nonmagnetic heavy metal,magnetic domain |