스핀트로닉스

소개

스핀트로닉스, 자성체, TMR, GMR 등

목차

Ⅰ. 스핀트로닉스(Spintronics)
Ⅱ. 전자스핀 ( Electron Spin)
Ⅲ. 자성체
Ⅳ. 강자성체(Ferromagnetic body)
Ⅴ. 반강자성(antiferromagnet)
Ⅵ. 반자성(Diamagnetism)
Ⅷ. Ferrimagnetism
Ⅸ. 거대 자기 저항 (GMR)
Ⅹ. 스핀 터널 자기 저항 효과 (TMR : Spin Tunneling Magnetoresistive Effect)

본문내용

Ⅰ. 스핀트로닉스(Spintronics)
1) 개요 : Spintronics란 전자의 자기적인 회전을 의미하는 스핀(spin)과 반도체로 대표되는 현재의 전자공학 (electronics)의 합성어이다. Spintronics는 물질의 최소 단위의 하나인 전자와 그 전자의 스핀방향을 자기장을 이용해 우리가 원하는 대로 제어함으로써 정보를 처리하는 것으로 미래 정보혁명의 주역이 될 기술로 손꼽히고 있다. 지구가 태양 주위를 공전하고 또 지구 축을 중심으로 자전하듯 원자세계에서도 전자가 원자핵 주위를 도는 공전운동과 동시에 전자축을 중심으로 자전운동을 하고 있으며 바로 전자의 자전운동이 스핀이다. 이처럼 전하가 갖고 있는 회전방향을 위, 아래로 구분해 이를 또 하나의 신호로 이용하는 것이 spintronics이다. 예를 들어 스핀이 시계방향으로 돌 경우 ‘0’으로, 반대방향으로 돌 경우 ‘1’로 인식시킬 수만 있다면 전자 하나가 1비트가 될 수 있는 획기적인 기술을 구현할 수 있을 것으로 예상된다. 현재 spintronics에 대한 연구력이 집중되고 있는 분야는 정보 저장 기술이다. 20세기의 대표적 정보저장 도구인 메모리 반도체(D램)는 전자의 +와 - 성질, 즉 전하를 제어해 디지털 정보를 저장하지만 21세기엔 회전하는 전자의 자성을 이용한 ‘자기메모리(M램)`가 D램을 대체할 전망이다. 자기메모리는 전자가 띠는 N극과 S극의 성질을 제어해 정보를 저장하는 신개념의 메모리로, D램보다 처리속도가 빠를 뿐만 아니라 전원이 꺼져도 정보가 유실되지 않는다. 또 정보처리와 정보저장을 동시에 처리할 수도 있다. 이런 특성 때문에 자기메모리는 현재 기술적 한계에 도달한 D램을 머지않아 대신할 것으로 보인다. 현재 기가(Giga)급 컴퓨터보다 성능이 뛰어난 테라(Tera;기가의 1000배)급 컴퓨터의 개발에도 자기메모리는 필수적이다.
2) 활용 : Spintronics technology는 giant magnetic resistance (GMR) effect를 이용한 hard disk의 magnetic head나 magnetic semiconductor의 photo-electro-magnetic effect을 이용한 high-speed optical network을 위한 optical isolator로써 실용적으로 사용되어져 왔다. 최근에는 ferromagnetic body와 insulating thin film으로 구성된 device로부터 나오는 tunnel magnetic resistance (TMR) effect에 많은 관심이 쏠리고 있다. 이 효과는 1955년에 한 일본인 researcher가 발견한 것이다

참고자료

· 없음