■ 기술의 개요

◇ 기술의 정의

반도체 기반 전자소자는 그동안 급속한 기술적 진보를 통해 오늘날의 정보화 시대를 주도해 오고 있다. 하지만 이러한 반도체 기반 전자소자 기술은 물리적 현상 및 나노공정에 있어서 근본적인 기술적 한계에 접근하고 있다. 따라서 이러한 한계를 극복할 수 있는 새로운 기술과 소재의 출현이 강력하게 요구되고 있다. 이러한 요구에 따라 등장한 것이 바로 스핀트로닉스(spintronics) 기술이다.

스핀트로닉스는 ‘스핀(spin)’과 ‘일렉트로닉스(electronics)’의 합성이다. 기존의 반도체 기반 전자소자 기술은 전자의 두 가지 특성인 전하와 스핀 중에서 양자역학적인 스핀을 고려하지 않고 전하만을 전기장으로 제어하는데 반해 스핀트로닉스 기술은 전자의 전하와 스핀을 동시에 제어하는 기술이다. 이 기술은 기존 전자소자의 기술적 한계를 극복할 수 있을 것으로 전망되고 있다. 스핀전자 소자는 스핀의 고유특성인 비휘발성(non-volatility) 뿐만 아니라 초고속, 초저전력 및 초고주파 등의 특성을 가지고 있기 때문에 차세대 전자소자로서 사용될 가능성이 높다.

▲ 스핀트로닉스 개념.

스핀트로닉스 소재는 기존 전자소자의 기술적 한계를 극복하기 위해 필요한 재료들을 모두 포함한다. 가장 기본적인 스핀 소재는 철(Fe)·코발트(Co)·니켈(Ni)을 기본으로 하는 강자성 금속이다. 이러한 물질들에 대해서는 체계적인 연구가 이루어져 있을뿐만 아니라 비교적 고온에서도 자성을 잃지 않는 특성을 가진다. 최근에는 원하는 스위칭 특성이나 수직자화를 얻기 위해 CoFeB 이나 TbFeCo 등에 관심이 높아지고 있다. 또한 이와 더불어 IrMn 등의 반강자성체도 강자성 물질의 자성 특성을 제어하기 위해 필요하며, 다층막을 통해 인위적으로 이러한 특성을 얻기도 한다.

최근에 스핀트로닉스 분야에 큰 이슈가 되고 있는 것이 스핀-궤도 결합(spin-orbit coupling) 현상이다. 이는 전하와 스핀의 결합으로 볼 수 있는데 물질 자체는 강자성을 갖지 않더라도 전류의 흐름에 의해서 효과자장을 발생시키거나 스핀방향을 전기장으로 제어하는 것이다. 이차원 전자계나 비교적 질량이 큰 금속, 하이브리드접합 경계면 등에서 이 현상이 관찰되고 있다. 이와 관련된 소재도 스핀트로닉스 나노재료에서 중요한 이슈가 되고 있다.

그 외에 새로운 스핀트로닉스 소재로는 절연체이면서도 스핀 채널을 표면에서 생성시키는 위상 절연체(topological insulator), 전자소자로서 관심이 집중되고 있는 그래핀(graphene), 나노와이어(nanowire) 등이 있다.

◇ 기술의 분류

스핀트로닉스 소재는 전기전도도나 밴드갭 에너지를 기반으로 금속·반도체·절연체로 구분하여 분류할 수 있다.

▲ 스핀트로닉스 소재 분류.

■ 환경변화와 기술의 중요성

◇ 상용화에 근접한 스핀 토크 메모리 소재에 대한 관심 증대

스핀을 이용한 소자 중 상용화에 근접한 제품은 스핀 토크를 이용한 메모리이다. 이 메모리는 비휘발성, 빠른 속도, 소형화 가능, 저전력 소모 등의 특성을 가진다. 스핀 토크 메모리는 기존 메모리가 적용되는 모든 영역에 적용이 가능하여 다수의 메모리 제품과 경쟁할 가능성이 크다.

최근 삼성전자, SK하이닉스(구 하이닉스), 에버스핀, 도시바는 휴대용 정보기기, 컴퓨터, 디지털 TV, 멀티미디어 기기, 산업용 정보 시스템 등 차세대 고밀도·대용량 정보처리 및 정보저장 시장에 진출하기 위해 적극적으로 스핀 토크 메모리의 사업화를 추진하고 있다. 여기에 사용되는 소재로서 강자성 물질, 반강자성 물질이나 다층막에 대한 관심이 높아지고 있다.

◇ 초고속 논리소자 개발 활발

스핀트로닉스 기술을 이용한 논리소자는 기존의 CMOS(Complimentary Metal Oxide Semiconductor)기반 트랜지스터를 대체한다. 스핀 트랜지스터 성능향상과 동시에 기존 논리회로에 스핀특성을 결합한 다기능 논리회로 초기제품을 출시하기 위해 국내는 물론 일본·미국 등 선진국을 중심으로 연구가 활발하다. 특히 스핀 주입 효과를 향상, 스핀 소재 개발 등에 많은 연구가 진행될 것으로 전망된다.

◇ 스핀트로닉스 소자의 성능은 스핀트로닉스 소재에 좌우

스핀트로닉스 전자 소자의 성능은 소재와 밀접한 관련을 가진다. 스핀트로닉스 소재는 금속, 반도체, 산화물을 포함한 절연체에 이르기까지 넒은 범위를 포함하고 있다. 소재가 소자에 미치는 영향이 직접적인 경우가 많아 그 중요성이 지대하다.

◇ 모든 반도체에 적용가능한 미래형 소재 기술

스핀트로닉스 소재 및 소재 기술은 사용하는 물질의 특성에 따라 크게 금속다층박막, 자기터널접합(magnetic tunneling junction), 반도체에서의 스핀전송을 이용한 기술로 분류될 수 있으며, 각각의 물질에 기반하여 다양한 형태의 스핀트로닉스 소자를 실현할 수 있다. 이 중에 특히 스핀 정보저장소자 기술, 스핀 정보처리소자 기술, 스핀 통신소자 기술 등이 향후 5~10년 이내에 실용화 가능성이 높은 기술이다.

■ 기술분야별 동향

◇ 스핀메모리 소재 분야

스핀을 이용한 메모리에 대한 연구는 스핀트로닉스 분야 중 연구가 가장 활발하며, 거의 상업화에 근접해 있다. 다음 그림은 스핀메모리에 사용되는 기본적인 구조의 하나로서 최근 자성층과 산화층을 개발하는데 노력이 이루어지고 있다.

▲ 스핀메모리에 사용되는 자기터널 접합구조.

IBM은 스핀전달토크 및 전류구동자화반전에 대한 원천기술을 보유하고 있으며, 관련기술인 자구벽이동(magnetic domain wall motion)소자에 대해서도 원천 특허를 보유하고 있다. IBM은 MgO 기반 자기터널접합 기술을 개발하여 이에 대한 특허도 보유중이다.

Everspin은 MRAM(Magnetic Random Access Memory) 기술을 상용화해 지멘스, BMW 등에 MRAM을 공급하고 있다. 최근 BMW사의 Superbike 장착용으로 1.5백만달러 규모의 4Mb MRAM을 공급하는 등 2011년에 450만 개 정도의 MRAM 칩을 판매하였다. Everspin에서는 아직까지는 기존 MRAM 제품만 출시하고 있으나, STT(Spin Torque Transfer)-MRAM 제품개발에도 박차를 가하고 있다. STT-MRAM은 기존의 자장을 이용한 스위칭이 아닌 스핀전류를 이용하는 것으로 소재가 핵심 사항이다.

한편, 미국의 Grandis는 STT-MRAM을 개발하기 위해 세워진 벤처기업으로 이중 자기터널접합을 이용한 STT-MRAM 등 다양한 응용 기술과 특허를 보유하고 있다. 2011년 8월 삼성전자는 STT-MRAM 개발을 위해 Grandis를 인수하였다. 미국의 Qualcomm도 대만 TSMC와 협력하여 Mobile기기의 임베디드 회로에 사용되는 STT-MRAM 개발을 진행하고 있다. 이외에도 STT-MRAM 상용화를 목표로 Avalanche Technology, Spin Gate 등의 신생회사가 속속 설립되고 있다.

일본에서는 Toshiba가 수직형 STT-MRAM 개발을 선도하고 있으며, 2007년 세계최초로 수직자화 STT-MRAM을 발표하였다. Toshiba는 상용화를 위해 필요한 높은 재생신호와 낮은 임계전류를 동시에 만족시키는 구조를 연구하고 있다. 일본의 AIST는 MgO 터널접합의 원천기술을 보유하고 있으며, Toshiba및 Canon-Anelva와 협력하고 있다. 일본의 NEC는 자기도메인을 전류를 이용하여 이동시키는 방식의 메모리와 수직 자기터널접합 기술을 이용하여 임베디드 메모리를 구현하는 연구를 수행하고 있다.

프랑스의 Crocus는 TAS(Thermally Assisted Switching)-MRAM이라는 독특한 형식의 MRAM 개발에 성공하였으며, 10ns 이하에서 2MA/cm2의 전류밀도로 구동 가능한 50nm급 STT-MRAM 기술을 확보하였다고 발표하였다. Crocus사는 이스라엘의 Tower와 TAS-MRAM을 생산하기로 협약을 맺었고, 최근 IBM과도 TAS-MRAM 에 대한 공동연구 협정과 상호 특허라이선스 계약을 맺었다.

◇ 스핀 정보 처리 소재 분야

미국의 Minnesota 대학은 GaAs(갈륨아사나이드)를 이용하여, 미국의 Delaware 대학과 네덜란드 Twente 대학은 Si(실리콘)을 이용하여 스핀주입 및 검출하는 기술을 개발하였다. 국내의 경우 KIST는 InAs(비화인듐) 양자우물(quantum well)에의 스핀주입 기술을 보고하였다. 현재 수 % 정도의 스핀주입 효율을 보이고 있으며 스핀주입 효율 향상을 위해 자성체/반도체 계면에 터널 배리어 및 쇼트키 배리어를 이용하는 방법 등이 이용되고 있다.

일본의 Hitachi와 Tohoku 대학은 협력연구를 통해 자기터널접합과 CMOS 논리회로를 결합하여 full adder(전가산기)를 시연하였다. 42 MOS-FET(Field Effect Transistor) 회로로 구성된 기존회로를 4개의 자기터널접합과 34개의 MOS-FET로 구성된 비휘발성 로직인 메모리(logic-in-memory) 구조로 대체하여 동일한 기능을 수행하면서도 기존회로 대비 동적 전력(dynamic power)을 23% 정도 밖에 소모하지 않는다.

특히, 비휘발성 메모리를 사용하기 때문에 대기전력(standby power)을 전혀 소모하지 않는다는 장점을 가진다. 이 기술을 이용하면 기존 회로에서는 구현할 수 없었던 매우 낮은 전력 소모와 interconnection delay 감소를 실현할 수 있을 것으로 예상된다. 여기에 사용되는 재료는 강자성체와 산화막으로 구성된 자기터널 접합재료이다. 프랑스도 Spintec을 중심으로 이와 유사한 논리소자연구를 추진하고 있다.

▲ 스핀정보처리소자 개략도 (자료: 2010년 Symposium on VLSI Technology, Hitachi and Tohoku University).

◇ 신 스핀 소재 분야

새로운 스핀소재로 위상 절연체(topological insulator)에 대한 관심이 높아지고 있다. 절연체이면서도 스핀이 양쪽 면에서 전달되는 새로운 물질로서 HgTe, Bi2Se3 등이 대표적이다. 이 물질은 다음 그림에서도 볼 수 있는 바와 같이 스핀업과 다운이 서로 고유의 채널을 갖고 있다. 이러한 새로운 물질은 미래 양자컴퓨터 등에 응용될 수 있을 것으로 예상된다.

또한 그래핀, 탄소 나노튜브(nano tube) 등도 스핀을 이용한 전자소자로의 응용 가능성이 크다. 그 외에도 유기물이나 산화물 내에서의 스핀현상에 관한 연구도 미국을 중심으로 시도되고 있다. 스핀소자는 소재에 의해 기능이 많이 변하는 특성을 가지고 있어 신개념 소자를 구현하기 위한 출발점으로 신 스핀 소재에 대한 많은 연구가 진행되고 있다.

▲ 양자 스핀홀 효과를 보이는 위상 절연체 (자료: Science, Konig, et al(.2007)).

■ 기술개발 주요이슈

◇ 스핀 소재의 열적 안정성

스핀트로닉스 소재 중 스핀을 발생시키는 스핀소스는 얼마나 큰 스핀 분극도(tunnel spin polarization)를 갖는가가 핵심이다. 이러한 스핀분극성질은 열과 매우 밀접한 관계가 있다. 열 에너지를 자화에너지가 극복해야만이 스핀현상을 관찰할 수 있기 때문이다. 이를 위해 열안정성이 높은 합금비율 또는 인위적인 다층막을 이용하는 방식으로 열적 안정성을 높인다. 열적 안정성은 특히 소자의 신뢰성에도 큰 영향을 미친다.

◇ 스핀 전달 거리

스핀트로닉스 소자, 특히 능동소자를 구현하기 위해서는 스핀채널이 매우 중요하다. 자성을 갖고 있지 않더라도 스핀정보를 전달하고 제어하는 일이 이루어지는 것이 스핀채널이다. 이러한 스핀채널에서 고려해야 할 중요한 요소가 ‘스핀 전달 거리’이다. ‘스핀 전달 거리’는 전자가 갖고 있는 스핀정보가 얼마나 길게 유지될 수 있는가를 정의한다. 금속보다는 상대적으로 캐리어가 적은 반도체가 스핀 전달거리가 큰 것으로 알려져 있다. 스핀트로닉스 소자의 구현을 위해서는 전기적 전달과 스핀 전달이 잘 이루어지는 물질이나 시스템을 개발하는 것이 중요하다.

◇ 스핀-궤도 결합성

최근 들어 스핀트로닉스 분야에서 큰 각광을 받고 있는 것이 스핀-궤도 결합이다. 이전에 대부분의 스핀 및 자성 관련소자는 전류 주위에서 발생하는 자장에 의해 제어되었다. 그러나 이러한 방법은 원하는 셀만 스위칭 시키기 어려우며 큰 전력소모가 있어 새로운 개념의 소자가 필요하다. 이에 수동소자인 메모리에서는 스핀의 토크를 전류를 통해 전달하는 방식을 사용하고 있다. 그러나 능동소자 및 논리소자로 발전시키기 위해서는 스핀과 궤도의 결합현상을 이용하는 것이 매우 효과적이다. 다음 그림과 같이 전자가 이동하면서 전계를 받으면 실제자장이 가해지지 않더라도 스핀-궤도 결합에 의한 효과자장이 발행한다. 이 자장은 외부 전기장으로 제어할 수 있어 스핀정보를 외부 전압으로 조절할 수 있다.

이러한 스핀-궤도 결합이 큰 물질이나 구조를 개발하는 것이 미래 스핀트로닉스 소재분야에 중요한 이슈로 부각되고 있다. 현재 밝혀진 바로는 이종접합 반도체를 이용한 양자우물층(InAs 양자우물 등)이나 금속/산화층 계면, Pt 등의 금속채널에서 스핀-궤도 결합이 높게 나타나고 있다. 따라서 각각의 소자나 시스템에 맞는 새로운 스핀-궤도 결합 소재의 개발이 요구된다.

▲ 스핀-궤도 결합 대략도 및 관련 소재.

韓, 산·학·연 협력 활발

日, 스핀 메모리 원천 기술 多 보유 중

■ 해외 동향

◇ 미국

○ 연구개발 현황

미국의 스핀트로닉스 연구는 IBM, Everspin 등 기업체와 NIST, Argonne National Laboratory 등의 국립연구소, 대학에서 다양하게 이루어지고 있다. 기업은 주로 스핀메모리 개발에 중점을 두고 있다. 특히 스핀토크를 전달하는 방식의 STT-MRAM에 대한 연구가 활발하다. NIST와 Argonne National Laboratory는 미스핀트로닉스용 기초 소재와 바이오용 스핀소재에 대해 연구를 진행하고 있다. MIT는 유기스핀물질, Princeton 대학이나 Stanford 대학도 위상절연물질에 대한 연구를 중점적으로 수행하고 있다. 그 외에도 Cornell, Minnesota 등 많은 대학에서 스핀-궤도 결합이 큰 물질에 대한 많은 결과들을 발표하고 있다.

▲ 스핀트로닉스 나노소재 - 미국의 선도 기관.

◇ 일본

○ 연구개발 현황

일본은 스핀메모리에 관련된 많은 핵심기술을 보유하고 있다. 특히 스핀메모리의 신호 마진을 높이는데 사용되는 MgO에 관한 원천 핵심기술을 보유하고 있으며, 용량을 높이기 위한 수직자화막에 대한 높은 수준의 소재기술을 확보하고 있다.

▲ 스핀트로닉스 나노소재 - 일본의 선도 기관.

◇ 프랑스

유럽의 스핀트로닉스 연구는 프랑스를 중심으로 진행되고 있다. 특히 Spintec은 스핀관련 연구를 중점적으로 수행하기 위한 국책 연구기관으로 산화층과 금속접합면에서 발생하는 강자성 특성에 관한 원천 기술을 보유하고 있다.

▲ 스핀트로닉스 나노소재 - 프랑스의 선도 기관 .

◇ 국내 동향

○ 연구개발 현황

국내에서 스핀트로닉스연구는 메모리를 중심으로 이루어져 왔다. 2010년 3월 종료된 프론티어사업(TND; 테라급 나노소자사업)을 통해서 KIST와 삼성종합기술원 등 6개 연구기관이 참여해, 오랫동안 STT-MRAM 기술을 개발해 왔다. 그 결과 수평 자성층을 사용한 STT-MRAM 구조에서의 주요 특성을 확보하였다. 2009년 3월 삼성과 SK하이닉스(구 하이닉스)는 한양대·KIST·고려대 등의 기관과 협력해 30nm급 STT-MRAM을 공동개발하기로 합의했다. 2014년까지 개발 완료를 목표로 수직자화 STT-MRAM을 개발하고 있다.

KAIST·서울대·포스텍·인하대·연세대·세종대 등은 나노스핀 소자에 대한 기반기술 및 응용기술을 연구하고 있다. 한편, 위의 협력과는 별도로 SK하이닉스가 2011년 7월 Toshiba와 STT-MRAM을 공동개발하기로 협정을 맺었다. 삼성전자가 2011년 8월 SK하이닉스와 협력관계에 있던 Grandis사를 인수하는 등 기업 간의 합종연횡이 이루어지고 있다.

KIST는 스핀 트랜지스터 및 스핀주입 기술 등에 대한 연구를 수행하고 있다. 고려대·세종대·포스텍 등을 중심으로 대학에서는 스핀 소자, 물성, 재료에 관한 기초연구를 수행하고 있다. KIST는 스핀의 게이트 제어와 스핀주입을 InAs기반 양자우물 층에서 동시에 보여줌으로써 세계최초로 스핀 트랜지스터를 구현하였고, 동작온도를 향상시키는 연구를 수행하고 있다. 아울러 반도체에서의 스핀 홀 효과 등 새로운 스핀 현상에 대한 연구도 진행하고 있다.

스핀 나노 발진기를 실현하기 위해 KIST와 KBSI(한국기초과학지원연구원)는 2009년부터 공동 연구를 하고 있으며, KAIST·KIST·KBSI·고려대로 구성된 연구컨소시엄은 스핀발진기를 이용한 새로운 나노라디오 시스템을 개발하는 연구를 2011년 7월에 착수하였다. KIST는 세계 최고 수준에 근접한 스핀 통신 소자 제작 공정기술, KBSI는 초고주파 자성 소자 특성 평가 기술을 보유하고 있다. 고려대는 스핀토크에 의한 국소 스핀 거동에 대한 마이크로 마그네틱 계산 분야에서세계 최고 수준의 기술을 확보하고 있다.

▲ 스핀트로닉스 나노소재 - 국내의 선도 기관 .

■ 기술경쟁력분석

▲ 스핀트로닉스 소재 - 기술격차 및 기술수준 .

▲ 세계 주요 스핀트로닉스 그룹 비교 (자료: 2012년 KIST 보고서).

■ 산업 및 시장 동향

◇ 산업동향

▲ 스핀트로닉스 관련 기술 - 국내외 산업동향 .

스핀 트랜지스터가 상용화되기 위해서는 10여년 이상의 연구개발이 필요할 것으로 예상되며 기술적 과제를 해결하면 논리소자를 중심으로 한 비메모리 분야에서 시장을 점유할 수 있을 것으로 예상된다. 단기적으로는 스핀트랜지스터 자체보다는 스핀주입기술과 기존의 CMOS 기술이 결합된 형태의 소자 출현 가능성이 있다.

스핀 통신소자는 스핀의 고유특성인 스핀 프리세션을 이용하는 분야로 거의 모든 무선통신 시스템에 적용 가능하고, 차세대 지향 스마트폰, 태블릿 PC 등과 같은 휴대 정보기기의 송수신기 및 유비쿼터스 무선센서의 핵심 장치로 다양하게 활용될 수 있다.

내년 스핀트로닉스 제품 36억불 시장 창출

산·학·연 협력·R&D투자·창의적 접근 必

◇ 시장규모 및 전망

반도체를 기반으로 하는 VLSI(초고밀도 집적회로) 산업은 전자․정보통신 산업 등 정보화시대를 주도한다. 스핀트로닉스 소재는 미래 반도체 및 VLSI 분야에서 중요한 부분을 차지할 것으로 예상된다.

▲ VLSI 분야의 시장규모 (자료: Tohoku 대학(2011)).

스핀트로닉스 관련 소자 및 소재는 2015년 이후 상용화가 예상된다. 스핀트로닉스 기술이 적용된 제품이 진입할 수 있는 반도체 시장의 규모와 전망은 다음의 표와 같다. 이 중에서 스핀트로닉스 제품이 전체 반도체 시장의 1%를 점유한다고 가정하면 2015년엔 36억달러 규모의 시장창출이 예상된다.

▲ 반도체 관련 시장 규모 및 전망 (단위: 억달러), 자료: iSuppli(2009), Gartner (2009), SEMI (2009), Ph0ton Consulting (2007), Photon international (2008), 후지카메라 (2009).

■ 미래의 연구방향

STT-MRAM과 스핀 논리소자는 빠른 전원 활성화(instant-on), 고속(high speed)이라는 기능적 장점과 저적력 소모라는 에너지 소비측면에서의 장점을 바탕으로 21세기 전자공학에 중요한 영향력을 미치는 기술로 자리매김 할 것으로 예상된다.

STT-MRAM은 45nm에서 SRAM과 eFlash기술을, 25nm에서 DRAM을 대체할 것으로 예상된다. 20nm에서는 궁극적으로 NAND Flash와 대등하거나 우수한 성능을 보일 것으로 예상된다. STT-MRAM 상용화를 위해서는 수직 자화 MTJ(Magnetic Tunnel Junction)의 실현, 열적 안정성 문제를 해결할 수 있는 재료 및 구조적 해결책, 안정적인 제조공정 확보가 선결과제이다.

스핀트랜지스터가 기존의 CMOS 기반 트랜지스터를 대체하기 위해서는 스핀주입효율 향상 및 스핀소재 개발이 필요하다. 또한 스핀트랜지스터 성능향상과 동시에 기존 논리회로에 스핀특성을 결합한 다기능 논리회로의 초기제품이 개발될 것으로 전망된다. 스핀 트랜지스터는 대기전류가 크고 ON/OFF 비가 아직 작으며 기존의 실리콘 기반보다는 화합물 반도체를 이용하는 것이 일반적이어서 실리콘과의 호환여부가 큰 장애요인이다.

스핀 통신소자의 위상 잡음을 최소화시키고, 광대역에서 동작하며, 수백 배 이상의 Q값(Quality Factor) 및 수십배 이하의 전력소모와 칩 크기를 갖도록 한다면, 스핀 통신소자는 미래의 이동통신 기술의 새로운 대안이 될 것이다. 이를 위해서는 물리 및 재료 연구에 한정되어 왔던 스핀 통신소자 연구를 변복조 기능을 갖춘 라디오 시스템 연구로 발전시켜야 한다. 이를 통해 주파수 선택도 및 변복조, 전송속도, 전력 레벨 등이 사용자의 요구에 따라 디지털적으로 제어될 수 있도록 하여 차세대 디지털 통신 시스템에 적합한 기술로 발전시켜야 한다.

■ 국내 산업이 나아갈 방향

많은 기업체들이 새로운 기술에 대한 관심은 많지만 기존의 기술을 도입하는데 거부감을 갖고 있는 경우가 상당히 많아 현재의 기술을 좀 더 발전시키는데에 중점을 두고 있다. 그러나 스핀트로닉스는 기존 기술의 개량보다는 개념의 전환을 이루어야만 성공할 수 있는 분야로 물리적인 지식을 바탕으로 창의적인 접근으로 소재를 개발해야 한다.

스핀트로닉스 소자 및 소재 분야는 기초적인 물성연구, 공정, 계측, 이론 등에 대한 종합적인 투자가 요구되며, 매우 복합적이고, 난이도가 높은 연구를 필요로 한다. 국내외 주요 연구그룹은 세계적 반도체 회사와 협력하여 연구를 진행하고 있다. 이처럼 기업·연구소·대학의 상호협력이 필요하다. 또한 스핀트로닉스 소재에 대한 원천기술의 확보를 위해서는 정부의 장기적이고 과감한 연구개발 투자가 절실히 요구된다.