2021.06.03

반강자성 칩이 실리콘 대안될까? MIT 보고서 ‘눈길’

Brian Cheon | CIO KR
반강자성 메모리(antiferromagnetic memory)는 여러 잠재적인 강점을 지닌다. 전통적인 실리콘보다 실리콘 집적도를 높일 수 있고 자력으로 인한 데이터 손상을 피할 수 있는 점 등이 그것이다. 

오늘날 디지털 시대는 실리콘에 힘입은 바 있다. 지각에서 두 번째로 풍부한 원소(1위는 산소)인 실리콘은 값이 쌀뿐더러 전기를 전도하거나 차단하는 역할을 모두 할 수 있는 특성을 지닌다. 이로 인해 컴퓨터, 스마트폰, 각종 전자 기기에 널리 활용되고 있다. 

하지만 실리콘에 대한 대안도 등장하고 있다. 점점 더 많은 데이터 저장에 대한 요구로 인해 실리콘의 한계가 가시화되고 있다. 실리콘 대안을 찾으려는 노력의 일환으로 MIT 대학 물리학 연구진은 반강자성 물질을 탐색하고 있다. MIT 뉴스 오피스의 제니퍼 추는 다음과 같이 기술했다.
 

“반강자성(AFM) 물질은 기존의 자성 물질의 사촌격이지만 잘 알려지지 않았다. 자성체와 달리 반강자성 물질 내의 전자들은 사촌 물질의 반대 방향으로 회전하려는 성질을 보인다.  이로 인해 아주 작은 규모에서도 자화(magnetization)를 효과적으로 억제하게 된다.”

“반강자성체에는 순자화(net magnetization)가 없기 때문에 외부 자기장에 영향을 주지 않는다. 덕분에 반강자성 메모리는 자기 영향으로 인해 데이터가 지워지는 현상을 차단할 수 있으며 더 작게 만들어질 수 있다. 기존 실리콘보다 더 압축되는 것이 가능하다.”


이는 제조 단가의 인하로 연결될 수 있다. MIT의 물리학 조교수이자 이번 연구 보고서의 저자인 리카도 코민은 “AFM 메모리를 이용하면 데이터 저장 용량을 확장할 수 있다”라고 설명했다.

그러나 AFM 메모리와 관련해 해결해야 할 과제가 아직 남아 있다. 저자 중 한 명인 지아루이 리는 “읽거나 쓸 때 더 많은 에너지가 요구된다. 작은 크기와 인해 이는 발열 문제로 이어질 수 있다”라고 설명했다. 

MIT 연구팀은 AFM 스위칭 작업을 보다 효율적으로 수행하는 실험에 성공했다고 밝혔다. (여기서 ‘스위칭’이란 저장된 이미지 또는 기타 디지털 파일을 정의하는 비트 패턴을 생성하기 위해 켜고 끌 수 있는 트랜지스터에 데이터가 기록되는 프로세스를 의미한다.) 좀더 구체적으로는 물질에 불순물을 삽입하는 도핑이라는 기술을 사용해 네오디뮴 니켈 레이트라는 AFM 산화물의 전자적 특성을 변경함으로써 AFM을 성공적으로 켜고 끌 수 있도록 했다. 

코민은 AFM 메모리가 향후 데이터 기반 디지털 경제의 요구 사항을 충족시킬 가능성이 있다고 강조했다. 그는 “실리콘 기반 칩과 유사하게 자동하는 자기 메모리 스토리지를 개발할 기회를 제공한다. 또 매우 견고하고 고밀도로 압축될 수 있는 가능성을 제시한다. 데이터 기반 세상의 과제를 해결하는 열쇠일 수 있다”라고 말했다. ciokr@idg.co.kr



2021.06.03

반강자성 칩이 실리콘 대안될까? MIT 보고서 ‘눈길’

Brian Cheon | CIO KR
반강자성 메모리(antiferromagnetic memory)는 여러 잠재적인 강점을 지닌다. 전통적인 실리콘보다 실리콘 집적도를 높일 수 있고 자력으로 인한 데이터 손상을 피할 수 있는 점 등이 그것이다. 

오늘날 디지털 시대는 실리콘에 힘입은 바 있다. 지각에서 두 번째로 풍부한 원소(1위는 산소)인 실리콘은 값이 쌀뿐더러 전기를 전도하거나 차단하는 역할을 모두 할 수 있는 특성을 지닌다. 이로 인해 컴퓨터, 스마트폰, 각종 전자 기기에 널리 활용되고 있다. 

하지만 실리콘에 대한 대안도 등장하고 있다. 점점 더 많은 데이터 저장에 대한 요구로 인해 실리콘의 한계가 가시화되고 있다. 실리콘 대안을 찾으려는 노력의 일환으로 MIT 대학 물리학 연구진은 반강자성 물질을 탐색하고 있다. MIT 뉴스 오피스의 제니퍼 추는 다음과 같이 기술했다.
 

“반강자성(AFM) 물질은 기존의 자성 물질의 사촌격이지만 잘 알려지지 않았다. 자성체와 달리 반강자성 물질 내의 전자들은 사촌 물질의 반대 방향으로 회전하려는 성질을 보인다.  이로 인해 아주 작은 규모에서도 자화(magnetization)를 효과적으로 억제하게 된다.”

“반강자성체에는 순자화(net magnetization)가 없기 때문에 외부 자기장에 영향을 주지 않는다. 덕분에 반강자성 메모리는 자기 영향으로 인해 데이터가 지워지는 현상을 차단할 수 있으며 더 작게 만들어질 수 있다. 기존 실리콘보다 더 압축되는 것이 가능하다.”


이는 제조 단가의 인하로 연결될 수 있다. MIT의 물리학 조교수이자 이번 연구 보고서의 저자인 리카도 코민은 “AFM 메모리를 이용하면 데이터 저장 용량을 확장할 수 있다”라고 설명했다.

그러나 AFM 메모리와 관련해 해결해야 할 과제가 아직 남아 있다. 저자 중 한 명인 지아루이 리는 “읽거나 쓸 때 더 많은 에너지가 요구된다. 작은 크기와 인해 이는 발열 문제로 이어질 수 있다”라고 설명했다. 

MIT 연구팀은 AFM 스위칭 작업을 보다 효율적으로 수행하는 실험에 성공했다고 밝혔다. (여기서 ‘스위칭’이란 저장된 이미지 또는 기타 디지털 파일을 정의하는 비트 패턴을 생성하기 위해 켜고 끌 수 있는 트랜지스터에 데이터가 기록되는 프로세스를 의미한다.) 좀더 구체적으로는 물질에 불순물을 삽입하는 도핑이라는 기술을 사용해 네오디뮴 니켈 레이트라는 AFM 산화물의 전자적 특성을 변경함으로써 AFM을 성공적으로 켜고 끌 수 있도록 했다. 

코민은 AFM 메모리가 향후 데이터 기반 디지털 경제의 요구 사항을 충족시킬 가능성이 있다고 강조했다. 그는 “실리콘 기반 칩과 유사하게 자동하는 자기 메모리 스토리지를 개발할 기회를 제공한다. 또 매우 견고하고 고밀도로 압축될 수 있는 가능성을 제시한다. 데이터 기반 세상의 과제를 해결하는 열쇠일 수 있다”라고 말했다. ciokr@idg.co.kr

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