Multidirectional Magnetic Bubblecade Controlled by 3-axis Magnetic Field

Abstract

최근 정보 기술의 급속한 발전으로 인해, 보다 더 용량이 크고, 속도 도 빠르고, 안정적인 저장 매체가 필요할 것으로 예상되고 있다. 하지만 집적 도를 늘림으로써 데이터 밀도를 늘리는 지금의 방법으로는 곧 물리적 한계에 부딪힐 것이란 전망으로 인해 기존의 메모리 소자와 다른 메커니즘으로 작동 하는 차세대 메모리 소자의 필요성이 대두되고 있다. 기존의 메모리 소자를 대체할 수 있을 것으로 기대되는 여러 후보들 중 가운데, 자구벽 기반의 메모 리 소자가 그 가능성을 인정받고 학계 및 산업계에서 관련 연구가 활발히 진 행 중이다. 자구벽을 기반으로 한 메모리 소자들 중에서도 버블케이드 메모리는 오직 자기장만으로 자구벽을 이동시킬 수 있어 전류로 인한 열 효과를 비롯 한 여러 가지 장애 요인을 회피할 수 있어 집적도 및 안정성에 큰 장점을 보 일 것으로 기대하고 있다. 게다가 정보를 전달하는 매체로 자구를 이용하기 때문에 비휘발성 메모리일 뿐 아니라, 전류를 필요로 하는 자구벽 기반 메모 리 소자들과 달리 복잡한 공정을 필요로 하지 않아 차세대 메모리 소자로서 의 가능성을 기대 받고 있다. 이 연구는 기존의 버블케이드 메모리를 더 발전시킬만한 방법 중에 하나로, 버블케이드의 이동 방향을 더 자유롭게 하는 방법을 한 가지 제시했 다. 시료 표면과 평행한 방향으로 단 하나의 자기장 축만 존재하던 계에서 추 가적인 방향으로 자기장을 걸어주는 것이다. 이를 통해서 하나의 축을 따라서 만 움직일 수 있었던 기존의 버블케이드가 2차원 공간을 보다 더 자유롭게 움직일 수 있게 되었다. 또한 기존의 Pt/Co/Pt 박막 구조보다 Dzyaloshinskii-Moriya 상호작용(DMI)이 큰 시료 구조인 Pt/Co/Ta 박막구조에서도 버블케이드 운동이 가능하다는 사실을 확인하였다.