東京大學 공학계 연구과의 尾嶋正治 교수 등 공동연구팀은 미래의 고밀도 자기기록 디바이스라고 기대되는 디스크상 나노자석의 자화회전방향을 최초로 관찰, 그 제어에 성공했다. 자화 해석으로 자화회전을 제어할 수 있는 구조를 발견하여 소자를 시작, 방사광을 이용한 소형 광전자현미경(PEEM)을 개발, 최초로 그 자화회전방향이 제어되고 있음으로 PEEM으로 실증했다. 자기랜덤억세스메모리(MRAM)는 현재 장방형 구조인데 이로써 고밀도이며 안정적으로 동작할 수 있는 디스크상 MRAM실현에 길이 열렸다.
공동연구에는 尾嶋교수 등의 이외에 高에너지가속기연구기구의 小野寬太 조교수, 산업기술종합연구소의 秋永廣幸 주임연구원이 참가했다.
개발한 PEEM은 120센티×90센티미터 사이즈로 원편광의 방사광을 90도 경사면에서 쏘여 실제 디바이스에 가까운 것을 간편하게 측정할 수 있도록 가반형 소형장치로 만들었다.
MRAM는 자석이 장방형 구조로 자석이 소용돌이치며 흘러나와 인접한 셀과 간섭, 고밀도화의 장애가 되었다.
따라서 링 형태의 MRAM도 제안되었다. 링 모양의 경우는 수평면에서 자화가 회전하여 자장이 흘러나오는 일이 없어 고밀도한 MRAM로 연결되리라 기대되었다.
그러나 우회전, 좌회전 자회의 회전방향의 제어가 지금까지 불가능했다. 또 자기력현미경(MFM)으로는 수직으로 자기가 뿜어나온다면 미소한 자기라도 관측할 수 있지만 링 모양은 면 안에서 자화가 회전하기 때문에 MFM으로는 관측할 수 없었다.
따라서 계산기로 자기해석을 실시, 디스크 구조 아래쪽에 미소한 텍(꼬리)을 붙여서 대칭성을 떨어뜨리면 자화회전방향을 제어할 수 있다는 것을 발견했다. 외부자장을 가까이 대면 원편광과 같은 회전자화를 만들고 멀리 떨어뜨리면 역회전 자화가 된다고 한다. PEEM으로 최초로 관찰할 수 있었다. PEEM은 이러한 나노구조의 자화관측에 널리 사용할 수 있다고 한다.
이 디스크의 텍 각도를 조금씩 바꾸면서 다단으로 쌓으면 많은 값의 디스크상 MRAM이 되는 등, MRAM의 고밀도·안정동작으로 이어진다. (NK)
산화물 세라믹스 나노시트 대량생산방법 확립
아트과학은 산화물 세라믹스 나노시트의 대량생산 방법을 확립했다. 세라믹스의 전구체가 되는 유기물을 물 위에 떨어뜨려 표면장력으로 퍼진 유기물을 겔 상의 막으로 만들어 열처리를 가해서 세라믹스로 바꾸는 ‘유동계면 졸겔법’의 원리를 장치화. 종래의 진공증착법에 비해 제조장치의 원가절감을 실현했다. 콘덴서나 광촉매의 고성능화로 이어지는 이외에 복합산화물이나 질화물, 탄화물, 금속계 나노시트 제조에도 응용이 가능하여 다양한 용도개발을 기대할 수 있다고 한다.
전구체의 분자설계와 물의 온도, 물에 포함된 계면활성제의 농도로 나노시트의 크기를 제어한다. 50나노~500나노미터의 범위에서 제조할 수 있으며 오차는 플러스마이너스 10% 정도이다. 이 방법으로 콘덴서용 재료인 5산화 탄탈 나노시트, 티탄산 바륨 나노시트 등의 개발에 성공. 광촉매도 나노시트화함으로써 종래는 분해하기 어려웠던 톨루엔에 대한 활성이 높아질 것이라는 것도 확인했다.
이 회사는 이번 개발로 茨城대학, 물질·재료연구기구, 産業技術總合硏究所, 茨城縣공업기술센터와 함께 經濟産業省의 03~04년도 ‘지역 신생 컨소시엄 연구개발사업’에 채택되었다. 2년간 약 5000만 엔의 보조금을 받아 연구를 추진해 왔다. (NK)
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