'차세대 반도체 연구' 박병국 KAIST 교수, 10월의 과학기술인 수상

[아이뉴스24 최상국 기자] 과학기술정보통신부와 한국연구재단은 이달의 과학기술인상 10월 수상자로 KAIST 신소재공학과 박병국 교수를 선정했다고 밝혔다.

과기정통부는 박병국 교수가 차세대 자성메모리(MRAM) 구동의 핵심인 스핀전류를 효율적으로 생성하고, 스핀분극을 자유롭게 제어하는 소재를 개발한 공로가 높이 평가됐다고 선정배경을 설명했다.

'스핀 전류'는 전하가 이동하는 일반적인 전류와 달리 전자의 스핀이 이동하는 현상이다. 전하의 실제적인 이동 없이 나타날 수 있어 전력손실로부터 자유롭다.

'스핀트로닉스'는 이러한 전자의 고유 성질인 스핀을 디지털 신호로 활용하는 전자공학 분야이다.

박병국 교수는 스핀트로닉스 기술을 바탕으로 저전력, 초고속, 고집적 반도체 소자 개발의 초석을 다졌다.

자성메모리는 외부 전원 공급이 없는 상태에서 정보를 유지할 수 있고 집적도가 높으며 고속 동작이 가능해 차세대 반도체로 주목받고 있다. 자성메모리의 동작은 스핀전류를 자성소재에 주입하여 발생하는 스핀토크로 이루어지기 때문에 스핀전류의 생성 효율이 자성메모리의 성능을 결정하는 핵심기술이다.

연구팀은 강자성체인 코발트-철-붕소 합금(CoFeB) 또는 니켈-철 합금(NiFe)과 전이 금속인 티타늄(Ti) 이중층 구조를 제작해 스핀 전류를 효과적으로 생성하고 생성된 스핀 전류의 스핀 분극 방향을 임의로 제어하는 데 성공했다. 이러한 연구성과는 국제학술지 '네이처 머티리얼즈' 2018년 6월호에 실렸다.

박병국 교수는 "스핀 전류를 효율적으로 생성하고 스핀 방향을 임의로 제어할 수 있는 소재 기술은 차세대 비휘발성 자성메모리 동작 기술로 활용 가능하며, 연산과 기억을 동시에 수행하는 미래 컴퓨팅 핵심소자로 응용할 수 있다”며 “앞으로도 미래 반도체 기술을 선도할 스핀기반 신소재 개발에 주력하겠다.”라고 수상 소감을 밝혔다.

박병국 교수(47)는 한양대와 KAIST에서 공부하고 2011년부터 KAIST 신소재공학과 교수로 재직하고 있다. 사이언티픽 리포트 (Scientific Reports) 편집위원, 자성학 저널 (Journal of Magnetics) 부편집장, IEEE 자성분과 서울지부 임원을 겸하고 있다.

‘이달의 과학기술인상’은 우수한 연구개발 성과로 과학기술 발전에 공헌한 연구개발자를 매월 1명씩 선정하여 과기정통부 장관상과 상금 1천만원을 수여하는 시상이다.