울산대학교 나노반도체공학과 김상훈 교수
Lab.SO.D(Spin-Orbitronic Devices 연구실)는 응집물질물리와 자성체물리를 기반으로, 스핀트로닉스 및 스핀 오비트로닉스 분야의 첨단 연구를 선도하고 있습니다. 본 연구실은 강자성체, 반강자성체, 페리자성체 등 다양한 자성체의 전자 구조와 스핀 상호작용, 그리고 이로부터 유도되는 자기적 특성을 실험적·이론적으로 심층 연구합니다. 특히, 스핀-궤도 결합, 디랄로신스키-모리야 상호작용(DMI), 오비탈 홀 효과 등 최신 물리 현상을 규명하고, 이를 기반으로 새로운 자기적 현상과 소자 응용을 모색하고 있습니다. 연구실의 주요 연구 주제는 스핀 오비트로닉스 소자 개발, 비공선형 반강자성체의 물성 탐구, 그리고 차세대 비휘발성 메모리(MRAM) 및 인공 시냅스 소자 등 혁신적 정보 저장 및 처리 소자 구현입니다. 이를 위해 이온 조사법, 층간 카이럴 자기 상호작용, 반데르발스 자성체 및 이종박막 구조 등 다양한 소재 및 공정 기술을 개발하고 있습니다. 또한, X-선 자기 이색성, 주사터널현미경(STM), 자기저항 측정 등 첨단 실험기법을 활용하여, 나노미터 스케일의 박막 및 초격자 구조에서의 스핀 및 궤도 자유도의 정밀 제어와 새로운 현상 발견에 주력하고 있습니다. 본 연구실은 국내외 다양한 산학연 협력과 대형 연구 프로젝트를 통해, 실험과 이론, 소재 합성 및 소자 제작까지 전주기적 연구를 수행하고 있습니다. 이를 통해 기존 소재의 한계를 극복하고, 에너지 효율이 뛰어난 차세대 스핀트로닉스 소자, 무자장 스위칭 소자, 인공 시냅스 소자 등 다양한 응용 분야로 연구 성과를 확장하고 있습니다. 또한, 그래핀, 반데르발스 자성체, 페로브스카이트 산화물 등 신소재를 활용한 스핀 및 궤도 전류의 생성과 제어, 그리고 이로 인한 새로운 자기적 현상 규명에도 앞장서고 있습니다. 이러한 연구는 미래 정보기술, 인공지능 하드웨어, 에너지 하베스팅 등 첨단 산업 분야에 실질적인 파급 효과를 창출하고 있으며, 차세대 나노소자 및 신소재 기반의 혁신적 기술 개발에 기여하고 있습니다. Lab.SO.D는 앞으로도 자성체물리와 스핀 오비트로닉스의 융합을 통해, 새로운 물리 현상 발견과 실용적 소자 응용을 동시에 선도하는 연구실로 성장해 나갈 것입니다.
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