韓国科学技術研究院(KIST)は11月8日、同研究所のチェ・ジュヌ博士のチームと崇実大学物理学科のパク・セヨン教授のチームが共同で、二次元物質積層構造の量子素材基板のスピンメモリを開発した事を明らかにした。

スピンメモリは原子核や電子の運動量単位で磁気と結びつく特徴を持っており、現在量産されているシリコン半導体よりも低電力且つ大容量の情報処理が可能な次世代半導体である。特に量子素材をスピンメモリに活用すると性能が向上するが、このためには電気的に量子素材の物性を制御する技術が必要であった。

研究チームは、代表的な量子素材である二次元物質を結合して、強磁気体と強誘電体が階層状に重なった半導体素子を開発した。この素子に5ボルトの低電圧をかけたとき、強磁気体のスピン方向を変えるのに必要な磁力を70％以上減少することができたという。研究チームによれば、電圧をかけたときに起こる二次元強誘電体の構造変化が隣接する二次元強磁気体のスピン特性変化を引き起こすとのことである。これにより、3分の1レベルの磁場でも電子スピンの制御が可能となった。

チェ博士は「量子素材を活用した超低電力次世代メモリの核心要素の技術を確保し、最近揺れている半導体産業で技術的優位と競争力を維持できるだろう」と述べた。