국내 연구진이 차세대 비휘발성 메모리로 거론되는 ‘저항변화 메모리(Re램)’ 최대 난제를 풀 실마리를 찾았다.
전형탁 한양대 신소재공학부 교수와 서형탁 아주대 신소재공학과 교수 공동 연구팀은 ‘단일층 그래핀 전극 기반 비휘발성 메모리 소자의 저항 가변 메커니즘 측정 기술’을 개발했다고 25일 밝혔다.
Re램은 절연체의 저항 변화에 따라 0과 1을 구분하는 메모리로 전극·절연체·전극 구조를 갖는다. 낸드플래시 메모리를 대체할 후보로 꼽히지만 동작 원리가 규명되지 않아 상용화 최대 걸림돌로 지적됐다. 산소 이온 이동은 전극 밑 수십 나노미터(㎚) 영역에서 발생해 측정이 어려웠다.
연구팀은 측정 기술 개발에 탄소 원자 두께의 단일층 그래핀을 이용했다. 메모리를 구성하는 전극 중 위쪽 전극을 그래핀으로 대체했다. 그래핀 두께가 워낙 얇아져 전극 아래 신호를 관찰할 수 있었다.
현재 시험 단계인 Re램 구조가 워낙 다양하기 때문에 확대 적용이 과제다. 서 교수는 “학교에서 제작한 Re램 관찰에는 성공했지만 더 작은 단위로 가도 관찰할 수 있는지는 연구를 지속해봐야 할 것”이라고 밝혔다.
전 교수는 “이번 측정 기술이 메모리 반도체 산업뿐만 아니라 신경회로망 소자 구현에도 큰 파급 효과를 줄 것”이라고 기대했다.
이번 연구는 한국연구재단 중견연구자지원사업·신진연구자지원사업으로 수행됐으며, 탄소·나노 분야 국제학술지 ‘카본’ 온라인 최신판에 실렸다.
송준영기자 songjy@etnews.com
