컴퓨터 전원 켜면 부팅없이 바로 실행… 차세대 반도체 세계 첫 개발

KIST 장준연·구현철 박사팀

초고속 작동을 가능하게 해 컴퓨터 전원만 켜면 TV처럼 바로 실행되는 차세대 반도체 기술이 국내 연구진에 의해 처음 개발됐다.

KIST의 구현철(왼쪽)·장준연 박사가 스핀트랜지스터의 작동 원리에 대해 설명하고 있다.
한국과학기술연구원(KIST) 제공

한국과학기술연구원(KIST) 나노과학연구본부 스핀트로닉스연구단의 장준연·구현철 박사팀은 지난 20여년간 미래과학 이론으로만 제시돼 온 전자의 스핀을 이용한 ‘스핀트랜지스터(Spin Transistor)’ 기술을 세계 최초로 개발했다고 17일 밝혔다.

스핀트랜지스터는 전 세계 과학계로부터 기존의 규소(Si)를 기반으로 한 ‘실리콘반도체’의 대를 이을 차세대 반도체 산업의 핵심으로 손꼽히고 있어 한국이 반도체 강국의 명성을 이어나가는 데 중추 역할을 할 것으로 기대된다.

스핀트랜지스터에 적용된 ‘스핀트로닉스(Spin+Electronics)’ 기술은 전자가 핵을 중심으로 자전(spin)을 하는 방향에 따라 신호를 형성하는 원리를 이용하는 신기술이다.

스핀트랜지스터는 기존의 반도체가 전자의 수와 에너지만을 조절했던 것과 달리 전자가 가지는 (-)전하와 스핀의 방향을 전압으로 동시에 조절함으로써 소비전력을 낮추고 초고속 작동을 가능케 하는 새로운 개념의 전자소자 기술이다.

이 기술이 상용화된다면 컴퓨터를 부팅없이 실행하고, 메모리와 중앙처리장치(CPU)를 한 개의 칩에 담는 등 정보산업 전반에 미치는 파급효과가 상당할 것으로 전문가들은 내다보고 있다.

이 신기술은 18일 세계적 과학 학술지 ‘사이언스(Science)’에 발표되며 현재 미국·EU·일본 등 세계 각국에 특허 출원 중이다.

이영준기자