광자기 디스크나 반도체 메모리 기능을 대체할 자기메모리(MRAM) 등 차세대 자성정보저장 소재 개발에 필수적인 나노급 실시간 자구 측정장비가 국내 연구진에 의해 세계에서 처음으로 개발됐다.
과학기술부 창의적연구진흥사업의 일환으로 한국과학기술원 ‘스핀정보물질연구단’의 신성철·최석봉 교수(물리학과)팀은 19일 각종 자성체의 자구변화를 400나노미터 해상도로 실시간으로 관측해 자기적 특성변화 분포지도를 그릴 수 있는 나노미터급 실시간 자구동력학 측정장치인 ‘광자기현미경자력계(MOMM)’를 세계 최초로 개발하는 데 성공했다고 발표했다.
자구(磁區)란 원자 단위에서 자석의 방향이 같은 스핀의 미세집합체로, 예를 들어 N극 방향이 같은 집합체로 N극이 상향 또는 하향인 두 종류 방향에 따라 이진법 디지털정보가 기록된다.
연구팀은 광자기편광현미경에 고성능 CCD카메라를 장착하고 디지털영상처리기술을 활용해 최대 5000가우스(Oe)의 자기장을 가해줄 때 400나노급 해상도로 자구운동을 0.1초 간격으로 실시간에 관찰할 수 있고 최대 8000개의 나노영역에서 자기적 특성변화를 동시에 측정해 자성체 특성분포지도를 작성할 수 있는 시스템을 개발하는 데 성공했다.
연구팀은 이 장비를 활용, 1나노의 정확도로 자성소재의 자구를 측정할 수 있는 새로운 방법을 개발한 데 이어 광자기현미경자력계 개발에 관한 특허를 미국 및 일본에 출원했다.
신성철 교수는 “코발트합금 나노박막에서 자구의 이동현상을 확인했으며 이 측정기술을 이용하면 나노기능소자나 테라급 저장매체 개발, 자기메모리 개발 등에 적합한 새로운 자성물질을 개발하는 데 활용될 수 있을 것”이라고 말했다.
<정창훈기자 chjung@etnews.co.kr>