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'앗 뜨거워' 전자기기 발열 문제 해결할 기술 찾았다

2024.10.07 11:50
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포스텍
<img alt='게티이미지뱅크 제공' src='https://image.dongascience.com/Photo/2024/10/48b8899eb0335fdb828ef716615abb45.jpg' style='border-style: initial; vertical-align: top; font-size: 1.9rem; line-height: 1.7; max-width: 100%; height: auto;'>

게티이미지뱅크 제공

포스텍은 진현규 기계공학과 교수와 KAIST, 충남대 연구팀과의 공동 연구를 통해 전자기기 발열 문제를 해결할 차세대 기술로 주목받는 ‘스핀파’의 상용화 가능성을 획기적으로 높이는 데 성공했다고 7일 밝혔다.

스핀파는 자성을 가진 절연체에서 전자의 스핀 특성을 이용해 전자의 흐름 없이도 정보를 전송할 수 있는 파동이다. 최근 연구에 따르면 물질 내 스핀파의 온도 불균형이 커지면 스핀파의 정보 전달 효율이 높아진다. 물질 내 한쪽의 스핀파는 뜨거워지고 다른 쪽의 스핀파는 차가워지는 경향이 커지면 정보 전달 능력이 향상된다는 것이다.

연구팀은 스핀파의 온도를 독립적으로 조절할 수 있는 기술을 개발하기 위해 자동차 엔진의 열을 식히는 라디에이터 핀(fin)에서 착안해 새로운 접근방식을 개발했다.

자성을 가진 절연체 박막 한쪽 끝에 나노미터 규모의 금 구조물을 추가하고 금 구조물 함량에 따라 온도를 효과적으로 조절하도록 설계했다. 이 금 구조물은 해당 위치에 있는 스핀파의 온도를 효과적으로 낮춰 물질 내에서 스핀파의 온도 불균형을 유도했다. 실험 결과 연구팀의 박막은 기존 대비 스핀파 전달 효율이 250% 이상 향상됐다. 스핀파 온도를 독립적으로 제어해 스핀파 전달 효율을 높이는 방법을 최초로 제시한 것이다.

연구를 이끈 진 교수는 “전자기기의 발열 문제를 해결하는 차세대 정보 전달 기술 개발에 중요한 전환점이 될 것”이라며 이번 연구의 의의를 전했다. 논문 1저자인 박상준 포스텍 박사후연구원은 “기존의 한계를 극복한 이 기술은 향후 스핀파를 활용하는 다양한 응용 분야에 활용될 가능성이 크다”고 말했다. 연구 결과는 국제학술지 ‘매터’ 온라인판에 지난달 26일 게재됐다.

<참고 자료>
- doi.org/10.1016/j.matt.2024.08.023

“전자기기의 발열 문제를 해결하는 차세대 정보 전달 기술 개발에 중요한

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