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테크노트 꿈의 신소재 그래핀, DGIST 연구로 ‘쌓기만 해도’ 기억하는 메모리 구현

그래핀과 같은 2차원 물질을 단순히 쌓아 올리는 것만으로 전기를 거의 쓰지 않는 새로운 메모리 원리가 확인됐다. 기존 강유전 물질의 한계를 넘는 방식으로, 초저전력 전자 소자와 미래형 양자 컴퓨터 부품 개발로의 활용 가능성이 주목된다. DGIST는 화학물리학과 김영욱 교수 연구팀이 KAIST 조길영 교수 연구팀과의 공동연구를 통해, 그래핀과 같은 매우 얇은 물질을 샌드위치처럼 겹쳐 전기로 정보를 쓰고 지울 수 있는 새로운 메모리 원리를 발견했다고 밝혔다. 스마트폰과 컴퓨터가 점점 더 얇고 가벼워지기 위해서는 내부 반도체 부품의 두께 역시 획기적으로 줄어들어야 한다. 그러나 기존 정보를 저장하는 강유전 물질은 두께가 얇아질수록 성능이 급격히 저하되거나 복잡한 공정이 필요하다는 한계를 지니고 있다. 이로 인해 기존 강유전 물질을 사용하지 않고도 초박막 소재에서 메모리 성질을 구현할 수 있는 새로운 접근법이 요구돼 왔다. 연구팀은 강유전성이 전혀 없는 소재들을 결합해 인공적으로 강유전성을 만들어내는 방식으로 이 문제에 접근했다. 꿈의 신소재로 불리는 그래핀과 α-RuCl₃ 사이에 매우 얇은 절연체인 hBN을 샌드위치처럼 끼워 넣는 구조를 구현한 것이다. 이 적층

이창현 기자

2026-01-21 13:38

최신뉴스 반도체 소재 '하프늄 옥사이드' 강유전성 증폭 방법 연구돼

차세대 반도체 소재로 주목받는 하프늄 옥사이드(HfO₂)의 강유전성을 획기적으로 향상하는 방법을 국내 연구진이 세계 최초로 고안했다. 연구진은 이 연구가 고효율 반도체 소자를 실용화하는 데 기여할 수 있을 것으로 기대했다. 13일 과학기술정보통신부(이하 과기정통부)에 따르면, 김윤석 성균관대 교수 연구팀은 이온빔을 이용해 하프늄 옥사이드의 강유전성을 200% 이상 증가시키는 방법을 고안해 학술지 사이언스에 발표했다. 강유전성이란, 외부 작용에 의해 분극이 됐을 때 그 외부 작용이 사라진 후에도 분극이 유지되는 물질의 성질을 가리킨다. 강유전성이 큰 물질을 사용하면 메모리에서 데이터를 저장하는 기본구조인 0과 1의 차이가 더욱 명확해져 정보보존 특성이 우수해진다. 이는 저장된 데이터를 더 정확하게 읽고 집적도를 높이는 데 기여된다. 반도체 소자의 집적도를 높이는 방법으로 강유전성을 지니는 물질을 사용하자는 아이디어는 40년 전부터 나왔지만, 기술적 어려움으로 인해 널리 구현되지 못하고 있다. 김 교수 연구팀은 강유전성의 증가원인이 산소 공공과 밀접한 관계가 있다는 점에서 아이디어를 얻었다. 연구팀은 이온빔을 이용해 산소 공공을 정량적으로 조절하는 방법을 고안했

서재창 기자

2022-05-13 15:02