AI용 초절전 반도체 길 열렸다…'죽은 층' 문제 해결

브라운대학교 연구팀이 인공지능(AI)용 초절전 마이크로칩 개발의 난제였던 '죽은 층' 문제를 해결하는 신기술을 개발했다.

28일(현지시간) 브라운대학교 연구팀은 다강체(multiferroic) 물질을 컴퓨터 칩에 사용될 만큼 얇게 만들어도 고유의 전기적·자기적 특성을 유지하는 기술을 개발했다고 밝혔다. 연구 결과는 국제학술지 '네이처 머티리얼스'에 게재됐다.

다강체는 적은 전력으로 작동하는 컴퓨터 칩을 만들 유망한 소재로 꼽힌다. 하지만 칩에 사용하기 위해 얇게 만들면 고유 특성을 잃어버리는 '죽은 층' 현상이 한계로 지적돼 왔다.

연구팀은 비스무트 페라이트라는 다강체 박막을 새로운 방식으로 제작해 이 문제를 해결했다. 디스프로슘 스칸데이트 기판 위에 박막을 성장시켜 압축 변형을 유도하고, 금속층을 추가해 불필요한 전기장을 제거했다.

루카스 카레타 브라운대 교수는 "이 기술로 물질을 원하는 만큼 얇게 만들어도 강유전성과 자성을 유지할 수 있다"고 설명했다.

이 기술로 만들어진 박막은 기존 특성을 유지할 뿐만 아니라 '알터자성체(altermagnet)'라는 새로운 특성까지 나타냈다. 알터자성체는 강자성체와 반강자성체의 장점을 결합한 하이브리드 자성체다.

카레타 교수는 "알터자성체는 빠르고 고밀도 집적이 가능하면서도 판독을 위한 강력한 전기 신호를 제공한다"고 말했다.

그는 "이번 연구가 저전력 컴퓨팅 부품에 다강체를 활용하는 단계로 나아가는 계기가 되기를 바란다"고 덧붙였다.