국내 연구팀, 나노 입자 멤리스터 세계 최초 개발

국내 연구팀이 나노 입자를 이용한 저항성 메모리(멤리스터) 개발에 세계 최초로 성공했다.

연세대학교 천진우 교수, 이화여자대학교 김태희 교수, 고려대학교 이경진 교수연구팀은 차세대 기억소자, 회로 등에 응용될 수 있는 멤리스터를 나노입자를 통해 구현했다고 27일 밝혔다.

이번 연구결과는 나노과학분야의 세계적 권위지인 나노레터스(Nano Letters)지 온라인판에 최근 발표됐다.

멤리스터(memristor)는 memory와 resistor의 합성어)로 전하의 양을 기억하고 기억된 전하량에 따라 저항이 변화하는 특성이 있다. 이러한 멤리스터의 특성을 컴퓨터 시스템 메모리 등으로 이용하면 에너지 소모 및 부팅시간을 획기적으로 줄일 수 있을 것으로 기대된다.

멤리스터는 전류가 꺼진 상태에서도 일련의 사건을 기억하고 저장하는 능력을 이용해 테라비트 메모리, 신경망 회로구성에 의한 결함 인정 소자 등 새로운 논리회로를 구성하는 신개념 소자다.

지난해 5월 휴렛 패커드(HP)사 연구진이 RRAM (resistive random access memory)형태의 멤리스터 박막 소자를 만들어 이를 네이처(Nature)지에 발표하면서 전세계 관심이 집중됐다.

이번에 천진우 교수, 김태희 교수 연구팀은 HP사 연구진과는 전혀 다른 나노입자라는 새로운 소자 구동 물질과 새로운 소자 제작 방법으로 멤리스터 특성 연구를 성공했다.

화학적으로 합성된 나노입자 어셈블리에서 매우 적은 전류(∼수십 NanoAmp)로 매우 큰(약 2000%) 저항변화를 상온에서 구현한 것으로 가해준 전류량에 따른 저항값의 스위치 효과와 가해준 전류 방향에 따라 저항값이 변하는 히스테리시스 현상으로 관찰됐다.

고가의 복잡한 나노소자공정을 요구하는 기존의 박막(thin film) 소자기술을 사용하지 않고, 나노입자를 펠렛 형태로 만들어 멤리스터를 아주 간단하게 개발할 수 있는 가능성을 가시화한 점에서 높이 평가되고 있다.

또한 나노입자를 이용한 멤리스터의 특성은 나노입자의 크기 및 표면의 특성과 관련이 있음을 밝혀 이러한 특성은 대량 합성이 가능한 나노입자의 표면 특성을 제어해 새로운 기능의 나노소자로 응용의 폭을 넓혔다는 점에서 주목 받고 있다.

천 교수는 “멤리스터는 아직 밝혀지지 않은 것이 많고 실용화는 더 많은 연구를 필요로 하나, 박막이 아닌 대량생산이 가능한 나노입자의 제작 방법으로 신개념의 차세대 소자로서 응용의 다양화를 확보 했다는 점에서 관련 연구에서 큰 진전을 이루었다”고 말했다. 

최소영 기자 [e-mail]
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