스커미온(skymion)이라고 알려진 물질은 극한 실험실 조건하에서만 관측되며 저장된 데이터를 결코 손실하지 않는 새로운 종류의 컴퓨터 메모리 기반이 될 수 있다. 이제 미국 표준 기술 연구소의 과학자들은, 이런 특이한 고리 모양의 자기적 효과를 연구하여 극한 조건이 아닌 실온에서 자성을 가진 스커미온을 제작할 수 있는 직접적인 방법을 고안하였다. 이들의 연구 결과는 스커미온을 이용한 실제적인 데이터 저장을 가능하게 할 뿐만 아니라 다른 새로운 자기 및 전자 기술의 개발을 가능하게 할 것으로 판단된다. 

입자 물리학에 익숙하다면 스커미온을 입자로 예상할 수 있으며 양성자 및 중성자를 포함한 입자인 페르미온처럼 이것을 간주할 수 있을 것이다. 그러나 스커미온은 물질의 기본입자가 아니다. 그것들은 이것을 제안한 물리학자의 이름을 본딴 효과이다. 최근까지 자성 스커미온은 매우 낮은 온도에서만 관측되었으며 또한 이를 관측하기 위해서는 매우 강력한 자기장이 필요하다. 

자석 안에서 개개의 원자들 사이의 자기력은 동일한 방향으로 정렬된다. 이것은 방향을 가리키는 나침반의 바늘들이 모두 동일한 방향을 향하고 있는 것과 같은 것이다. 그러나 극한 조건 하에서, 특정한 자기적 물질은 자기 모멘트가 휘거나 뒤틀려 고리 모양을 갖는 것도 있다. 이런 특이한 물체는 외부 영향으로부터 자신을 보호하기 위한 탄성을 가진다. 즉, 그것들이 보유한 데이터가 쉽게 붕괴되지 않는다는 것을 의미한다. 심지어 외부 자기장 또는 물질 안의 물리적 결함이 있어도 데이터가 잘 보호될 수 있다. 그 결과 자성을 가진 스커미온은 정보 메모리 시스템 및 다른 나노전자 디바이스에 매우 중요한 기반 요소가 될 수 있는 것이다. 

전통적인 스커미온을 이용하는데 있어서 문제점은 그것들을 형성하는데 필요한 극한 실험 조건을 만드는 것이다. 최근까지, 과학자들은 자성을 가진 스커미온이 극도로 낮은 온도에서만 작동한다고 생각하였다. 반면에 미국 표준 과학 기술 연구소의 과학자들은 양자 물체를 제작하기 위한 방법을 고안하였을 뿐만 아니라 또한 자기장이 인가되지 않았을 때 실온에서 안정적으로 남아있도록 디자인하였다. 

미국 표준 과학 기술 연구소의 과학자들은 자성 스커미온을 제작하기 위해서 코발트와 팔라듐으로 만들어진 박막 상단에 자화된 미세한 코발트 디스크 어레이를 위치시켰다. 중성자 연구를 위한 표준 과학 기술 센터의 연구진은 그들의 실험 결과를 연구하기에 아주 적합한 첨단 편극된 중성자 반사기를 개발하였다. 이들 연구진은 중성자를 이용하여 디스크 안에 위치한 스커미온을 관측하였다. 이들 연구진은 또한 디스크 어레이 안의 나선형 구조 이미지를 관측하였다. 연구진에 따르면 그들의 발견은 스핀트로닉스를 연구하는 과학자들에게 흥미를 줄 것이라고 말하였다. 

스핀트로닉스는 정보 저장이나 처리를 위해서 전자의 전하가 아닌 전자의 자기 효과를 이용하는 분야이다.자성 스커미온의 장점은 훨씬 더 적은 전력으로 스핀트로닉스를 위해 제안된 어떤 다른 방법보다 데이터를 쓰고 읽을 수 있다는 것이라고 이들 연구진은 말하였다. 또한 스커미온을 이용하여 다른 분야의 기술 개발도 가능할 것이라고 이들 연구진은 덧붙였다. 

출처 KISTI 미리안 『글로벌동향브리핑』