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[IT뉴스]차세대 반도체 뉴로모픽 소재 '마그논' 미세구조 규명

온카뱅크관리자

2024-11-07 13:30:12

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        <div class="article_view" data-translation-body="true" data-tiara-layer="article_body" data-tiara-action-name="본문이미지확대_클릭"> 
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          <figure class="figure_frm origin_fig" dmcf-pid="3Sd7B7A81O" dmcf-ptype="figure">
           <p class="link_figure"><img alt="KRISS 연구진이 마그논 미세구조 관측에 이용한 VNA 장비(왼쪽)와 마그논 소자(우). KRISS 제공" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202411/07/dongascience/20241107133018770embo.jpg" data-org-width="680" dmcf-mid="tKWjkj3IXC" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img1.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202411/07/dongascience/20241107133018770embo.jpg" width="658"></p>
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            KRISS 연구진이 마그논 미세구조 관측에 이용한 VNA 장비(왼쪽)와 마그논 소자(우). KRISS 제공
           </figcaption>
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          <p dmcf-pid="0x5wswzT1s" dmcf-ptype="general">인간 뇌 구조를 모사한 차세대 반도체를 뜻하는 '뉴로모픽 소자'의 핵심 소재로 주목받는 '마그논'의 미세구조가 국내 최초로 관측됐다. 기존 연구결과보다 약 1000배 더 미세한 영역까지 파악해 뉴로모픽 소자 완성도를 높일 것으로 기대된다.</p>
          <p dmcf-pid="pM1rOrqyHm" dmcf-ptype="general"> 한국표준과학연구원(KRISS)은 안경모 양자자기센싱그룹 초빙연구원팀이 양자화된 스핀 파동을 뜻하는 준입자 마그논(Magnon)의 미세구조를 국내 최초로 관측하는 데 성공하고 연구결과를 지난 8월 국제학술지 '네이처 커뮤니케이션즈'에 공개했다고 7일 밝혔다.</p>
          <p dmcf-pid="URtmImBWZr" dmcf-ptype="general"> 뉴로모픽 소자는 인간 뇌 구조와 기능을 모방한 정보처리 시스템이다. 뇌의 신경 세포인 뉴런이 서로 얽혀 정보를 빠르고 효율적으로 전달하는 구조를 본떠 정보를 처리하는 원리다.</p>
          <p dmcf-pid="uJ0IlI9HYw" dmcf-ptype="general">데이터 처리와 저장 장치가 서로 정보를 교환하는 고전 반도체 소자와 달리 데이터 저장·처리를 동시에 수행해 많은 정보를 저전력으로 빠르게 처리할 수 있다. 인공지능(AI), 자율주행 등 복잡한 작업에 활용될 것으로 기대된다.</p>
          <p dmcf-pid="7ipCSC2XYD" dmcf-ptype="general"> 마그논은 자성을 띠는 물질 내에서 물질의 고유한 방향성을 나타내는 스핀이 전달되는 파동을 입자로 표현한 준입자다. 스핀 하나에 에너지를 가하면 물결이 일듯 다른 스핀으로 에너지를 전달한다.</p>
          <p dmcf-pid="znUhvhVZGE" dmcf-ptype="general">마그논은 여러 신호를 동시에 초저전력으로 보낼 수 있어 뉴로모픽 소자를 구현할 유망 소재로 주목받고 있다. 기존 기술로는 마그논 전체 구조 중 일부 영역만 파악할 수 있어 고성능 뉴로모픽 소자 구현에는 한계가 있었다.</p>
          <p dmcf-pid="qhRUzUNftk" dmcf-ptype="general"> 연구팀은 전자회로나 소재의 주파수 응답 특성을 측정하는 장비인 'VNA'를 활용해 그동안 알려지지 않았던 마그논 전체 구조를 확인하는 데 성공했다. 마그논 내 미세 영역에 전기 신호를 보낸 후 반사·투과된 스펙트럼을 분석한 결과다.</p>
          <p dmcf-pid="Bleuquj4Zc" dmcf-ptype="general"> 연구결과를 활용하면 기가헤르츠(GHz, 1초에 10억 번 진동하는 진동수 단위) 영역에서만 확인되던 마그논 구조를 메가헤르츠(MHz, 1초에 100만 번 진동) 영역까지 확장해서 관측할 수 있다. 주파수를 미세하게 조정할 수 있으면 뉴로모픽 소자도 더 정교하게 설계할 수 있어 성능을 높일 수 있을 것으로 기대된다.</p>
          <p dmcf-pid="bSd7B7A8HA" dmcf-ptype="general"> 특히 이번 연구에 활용된 마그논 관측 기술은 전기적 방식으로 기존 광학적 방식보다 빠르고 간편해 관련 소자 연구개발에 폭넓게 활용될 것으로 기대된다.</p>
          <p dmcf-pid="KHa242meHj" dmcf-ptype="general"> 안 초빙연구원은 "마그논은 뉴로모픽 소자 이외에도 양자 스핀 큐비트(qubit), 양자 초고속 연결망, 차세대 고정밀 센서를 구현할 소재로도 주목받고 있다"며 "확보한 마그논의 구조를 바탕으로 응용 소자 개발에 박차를 가할 것"이라고 밝혔다.</p>
          <p dmcf-pid="9XNV8Vsd5N" dmcf-ptype="general"> &lt;참고 자료&gt;<br> - doi.org/10.1038/s41467-024-51483-7</p>
          <p dmcf-pid="2Zjf6fOJZa" dmcf-ptype="general">[이병구 기자 2bottle9@donga.com]</p>
         </section> 
        </div> 
        <p class="" data-translation="true">Copyright © 동아사이언스. 무단전재 및 재배포 금지.</p>

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