• 한국자기학회지
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• 제21권2호
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• pp.52-55
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• 2011

스핀전달토크는 나노구조에서 자성상태를 제어하는데 유용한 수단이다. 자기터널접합에서 스핀전달토크는 자성물질층의 자화가 이루는 평면에 평행한 성분과 수직인 성분으로 나눌 수 있다. 이중 평행한 성분의 스핀전달토크의 성질은 상당히 잘 알려져 있으나, 수직인 성분의 스핀전달토크의 성질에 대해서는 여전히 이견이 많다. 비대칭 자기터널접합에서의 최근 실험에서, 수직전달토크의 전압 의존성이 전압의 이차항 성분뿐만 아니라 일차항 성분도 가짐을 보고하였다. 하지만 물질 변수에 대한 의존성은 여전히 잘 알려지지 않았다. 이 논문에서는 비대칭 자기터널접합에서의 스핀전달토크의 전압의존성을, 강자성층의 스핀 갈라짐 에너지와 일함수의 차이, 그리고 페르미 에너지를 변화시켜 가면서 체계적인 조사를 하였다.

• 한국자기학회지
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• 제19권1호
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• pp.22-27
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• 2009

자기터널접합 기반의 MRAM(Magnetoresistive Random Access Memory)의 상용화를 위해서 가장 중요한 이슈는 쓰기 과정(writing operation)에서의 자화반전에 필요한 자화반전전류를 감소시키는 것이다. 본고에서는 나노자기소자 기술의 중요한 분야인 MRAM의 기술발전방향과 특히 스핀전달토크(Spin Transfer Torque, STT)를 이용한 자화반전전류의 저감기술 개발동향을 재료기술, 구조기술 등으로 살펴보았다.

• 한국자기학회:학술대회 개요집
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• 한국자기학회 2009년도 임시총회 및 하계학술연구발표회
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• pp.125-126
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• 2009

• E2M - 전기 전자와 첨단 소재
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• 제20권7호
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• pp.10-16
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• 2007

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2017년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.140-140
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• 2017

4륜 장착 자동차의 토크 전달은 2륜 구동, 4륜 구동 모드를 간단히 전환하는 방식(part time 4WD)과 항시 사륜 구동 모드에서 전후륜의 토크 전달비를 제어하는 방식(AWD, all wheel drive)이 있다. 경제의 발달에 따라서 취미 인구의 확대로 국내에만 180만 명의 R/C car 사용자가 있다. 이 중 2WD-4WD의 전환을 differential lock mechanism으로 구현한 수입산 모델의 가격이 1,000,000원을 호가하지만 가변 제어 방식이 아닌, 정차 후 2-4륜 구동 전환 방식을 적용하고 있으며 상대적으로 내구성이 떨어진다. DC motor의 출력이 늘어나고 배터리의 성능이 좋아진 현재 소형 RC car의 최고 속도는 80 km/h 정도로 빨라졌다. 그러나 마찰 계수가 낮은 노면(실내의 대부분 평활 처리된 복도)에서는 2륜 구동 모드의 활용도가 매우 낮다. 미끄러운 노면에서 후륜 구동 모드로는 oversteer가 발생하여 차량이 스핀하기 쉽고 전륜 구동 모드로는 understeer가 발생하여 제대로 된 코너링이 어렵다. 상시 4륜 구동 모드는 에너지 소모가 크고 전후륜이 tight coupling되어 있는 문제 때문에 일반적인 노면에서 부드러운 코너링이 잘 이루어지지 않는 문제가 있다. 본 연구에서 제안하는 방식은 그림 1와 같이 center shaft의 중간에 영구 자석으로 만들어진 토크 전달용 판이 있고 그 사이에 자계를 차폐할 수 있는 강자성체 셔터를 서보 기구에 연결하여 서보 회전각에 따라서 구동 쪽의 토크가 피구동축으로 전달되는 양을 연속 가변제어할 수 있다. 토크 전달용 판의 차폐 면적에 따른 토크 전달양을 전/후륜 바퀴의 Static torque를 통해 측정하였으며(그림 2), 공중 상태에서 즉 공기저항만을 고려한 상태에서의 RPM 회전수 차이 측정(그림3)을 통해 구동 쪽의 회전수가 피구동축으로 전달되는 양을 측정하여 연속가변 토크 제어 전달 기구의 성능을 확인하였다. 이 기구는 현재 1차적으로는 remote controller의 ch 3(ON/OFF제어 방식)에 연결하여 특정한 양의 토크를 전륜 쪽으로 보낼 수 있도록 구현이 가능하며, ch 2(PID제어 방식)에 연결하여 연속 가변 조절이 가능하도록 구현이 가능하다. 부가적으로 Arduino board를 내장하여 전후륜의 휠센서에서 입력되는 신호를 감지하여 자동적으로 전후륜에 배분되는 토크를 제어할 수 있도록 설계 중에 있다.

• 한국자기학회:학술대회 개요집
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• 한국자기학회 2009년도 임시총회 및 하계학술연구발표회
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• pp.90-91
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• 2009

• 한국자기학회:학술대회 개요집
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• 한국자기학회 2010년도 임시총회 및 하계학술연구발표회
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• pp.97-98
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• 2010

• 한국자기학회지
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• 제21권2호
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• pp.48-51
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• 2011

본 논문에서는 짧은 전류 펄스를 이용한 미소자기 소자에서의 전류 유도 자화 반전에 대한 매크로 스핀 시뮬레이션 연구를 수행하였다. 자화 반전 전류 분포에 있어서 에너지 장벽이 미치는 효과에 특별히 주목하였다. 자화 반전 전류의 크기 및 분포는 전류 펄스 폭의 감소에 따라 증가했다. 여기서 긴 전류 펄스 폭 영역에서는 에너지 장벽과 자화 반전 전류 분포 사이의 관계가 아레니우스-닐 법칙에 의해 서술된다. 하지만 짧은 전류 펄스 폭의 영역에서는 이 관계가 풀리지 않은 채로 남아있다. 이는 짧은 전류 펄스로 인한 자화 반전이 열적 활성화에 의해서가 아닌 세차 운동에 의해 좌우되기 때문이며, 이를 해결하는 데에 있어서 어려움이 발생한다. 그러므로 포커-플랑크 방정식을 풀어서 짧은 전류 펄스 영역에서의 자화 반전에 대한 정확한 공식을 얻어내는 것이 필요하며 이를 통해 짧은 전류 펄스 영역에서의 자화 반전 양상을 이해 할 수 있을 것으로 본다.

• 한국자기학회지
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• 제26권6호
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• pp.179-184
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• 2016

스핀전달토크(Spin-Transfer Torque: STT) MRAM의 상용화를 위해서는 낮은 반전전류와 높은 열적 안정성을 동시에 만족해야 하고, 이를 위해서는 큰 스핀 분극, 강한 수직자기이방성 에너지을 가지는 물질이 요구된다. 본 연구에서는 STT-MRAM에 적합한 물질로 알려진 B2 CoFe 면심에 X(O, F, S, Cl) 원자가 위치한 $CoFeX_3$ 합금의 전자구조와 자기결정이방성(Magnetocrystalline anisotropy: MCA) 에너지를 계산하였다. X 원자가 F나 Cl일 때는 페르미 준위에서의 스핀 분극율이 각각 97 %, 96 %로, 반쪽 금속에 근접한 전자구조를 가짐을 확인할 수 있었다. 뿐만 아니라 표면이 Co 원자로 끝나는 5층 박막은 모든 X에 대해 수직 자기이방성를 가졌으며, 특히 $CoFeCl_3$의 자기이방성 에너지는 약 1.0 meV/cell로 상당히 컸다. 따라서 6, 7 족 원소를 잘 활용하면 높은 스핀 분극율과 강한 수직 자기이방성를 동시에 가지는 물질을 제조할 수 있게 되어 STT-MRAM의 상용화에 기여를 할 수 있을 것으로 기대한다.

• 한국자기학회지
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• 제19권1호
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• pp.35-42
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• 2009

차세대 메모리 소자 중 MRAM(Magnetic Random Access Memory)은 자기저항효과를 이용한 비휘발성 메모리로 기존 메모리를 대체할 것으로 주목을 받고 있다. MRAM은 자기터널 접합 소자를 이용해 구동할 수 있는데, 현재 고집적, 저 전력 소모 등의 장점을 극대화하기 위해 수직자화 특성을 갖는 자기터널 접합 개발과 스핀전달토크를 이용해 구동하는 STT-MRAM(Spin Transfer Torque-MRAM) 개발이 활발히 이루어지고 있다. 따라서 미국, 일본 등 MRAM 강국에서 고집적, 스위칭 전류 감소, 열적 안정성 등의 문제를 해결하기 위한 기술 특허 출원이 증가하고 있으며, 국내의 MRAM 연구기관에서의 특허 출원도 꾸준히 이루어지고 있다. 본고에서는 기존 국내외 특허 출원 및 등록 경향을 분석하고 향후 MRAM 개발방향을 제시하였다.