삼성의 삼성미래기술육성사업 지원 사업이 더 나은 세상을 위한 기술 진보의 발판이 되고 있다. 삼성미래기술육성사업 지원을 받은 차세대 반도체, 2차 전지와 같은 미래 부품 소재 연구 과제가 세계적인 학술지에 잇따라 게재되는 등 지속적인 성과를 내며 주목받고 있다.

지난 2013년부터 시작된 삼성미래기술육성사업 지원 프로그램이 민간 차원에서 한국 기초 과학 발전을 이끄는 든든한 후원자의 역할을 충실히 수행하고 있다는 평가가 나온다.

고려대 신소재공학부 이경진〈사진〉 교수 연구팀은 국제공동연구(일본 교토대 테루오 오노(Teruo Ono) 교수, 미국 미주리(Missouri)대 김세권 교수, 카이스트 김갑진 교수 등)를 통해 새로운 자성소재를 적용해 MDW (Magnetic Domain Wall)-MRAM의 소비 전력을 95% 이상 절감할 수 있는 원천기술을 세계 최초로 개발했다.

전력을 공급하지 않아도 데이터를 장기간 저장할 수 있도록 DRAM의 단점을 개선한 MDW-MRAM은 고밀도 데이터 저장을 위해 필요한 구동 전류가 높은 것이 지적돼 왔다. 이경진 교수 연구팀은 기존에 사용돼 왔던 강자성(Ferromagnets) 소재를 새로운 페리자성(Ferrimagnets) 소재로 변경했다. 이를 통해 스핀 전달 효율이 20배 정도로 커져 구동 전류 효율이 20배 이상 개선됨을 확인했고, 소비전력을 기존 대비 95% 이상 절감시킬 수 있는 돌파구를 제시했다.

이경진 교수는 “이번 연구결과는 차세대 MDW-MRAM 기술의 중요한 난제였던 높은 전력소모 문제를 해결할 수 있는 가능성을 보여줬다는 것에 큰 의미가 있다”고 말했다.

이 연구 결과는 18일(현지시간) 세계적인 학술지 ‘네이처 일렉트로닉스(Nature Electronics)’에 발표됐다.

성균관대 윤원섭 교수와 고려대 강용묵 교수 공동 연구팀은 2차 전지 충전용량의 한계를 극복할 수 있는 기술 개발에 성공했다.

공동 연구팀은 망간계 산화물인 버네사이트(Birnessite)를 이용하면 층과 층 사이에 존재하는 결정수(crystal water)의 양과 위치에 따라 층간 구조적 특징을 제어할 수 있다는 점에 착안, 충방전 과정에서 발생하는 구조 변화를 가역적으로 만들어 충전용량을 100% 활용할 수 있는 가능성을 보여줬다.

강용묵 교수는 “가역적인 구조변화가 다양한 적층 소재에 확대 적용될 수 있다면 이론적 한계에 거의 도달한 2차 전지 양극 소재 개발에 박차를 가할 것으로 기대된다”고 밝혔다.

이 연구 결과는 지난 2일 세계적인 학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications)’에 발표됐다.

삼성은 2013년 8월 삼성미래기술육성재단(기초과학)과 삼성전자 미래기술육성센터(소재, ICT)를 설립해 민간기업으로서는 국내 최초의 연구지원사업을 진행해 왔다. 2022년까지 10년간 총 1조5000억원을 미래 과학기술 연구에 지원된다. 현재까지 총 534개 과제에 6852억원이 지원됐다.

이태형 기자/thlee@heraldcorp.com