KAIST 연구진이 차세대 메모리로 주목받는 산화물 기반 저항 메모리(ReRAM)의 작동 원리를 세계 최초로 정밀 규명했다. 이번 연구 성과는 향후 고성능·고신뢰성 차세대 비휘발성 메모리 개발에 중요한 단서를 제공할 것으로 기대된다. KAIST 홍승범 신소재공학과 교수 연구팀은 박상희 신소재공학과 교수 연구팀과 협업해, 산화물 기반 메모리의 동작 원리를 다중모드 주사 탐침 현미경(Multi-modal SPM)을 활용해 규명했다고 밝혔다. 연구팀은 산화물 박막 내부의 전자 이동 경로, 산소 이온 움직임, 표면 전위 변화를 동시에 관찰하는 데 성공했다. 연구에서는 이산화티타늄(TiO₂) 박막에 전기 신호를 인가해 메모리의 기록과 소거 과정을 직접 구현했다. 그 결과 전류의 흐름이 산소 결함의 양과 분포에 따라 달라지며, 산화물 내 산소 결함 분포가 메모리의 켜짐(on)/꺼짐(off) 상태를 결정한다는 사실을 나노 수준에서 시각적으로 입증했다. 이번 성과는 특정 지점의 국소 관찰에 그치지 않고, 수 마이크로미터(㎛²) 크기의 넓은 영역에서 변화된 전류 흐름, 산소 이온 이동, 표면 전위 분포를 종합적으로 분석했다는 점에서 의미가 크다. 이를 통해 메모리 저항 변화
어둠에서도 약 70% 성능으로 염료분자 제거해 햇빛을 받아야만 반응하는 기존 광촉매의 개념을 뒤집은, 빛 없이도 화학반응을 일으키는 새로운 광촉매 기술이 개발됐다. UNIST 신소재공학과 신형준 교수팀이 기존 이산화 티타늄 광촉매 위에 탄소나노소재를 증착시킨 형태로 광촉매를 설계해, 햇빛이 없을 때도 유기 오염물질 제거·살균 효과가 있는 광촉매를 개발했다고 밝혔다. 광촉매가 물을 분해해 만드는 수산화 라디컬(OH·)은 미세플라스틱, 폐염료 같은 유기 오염물질을 분해하고 살균 효과도 있어 광촉매를 폐수처리나 공기 정화 기술에 쓸 수 있지만, 이산화 티타늄(TiO2) 광촉매는 고에너지 자외선으로 활성화돼야만 물을 분해할 수 있다. 연구팀이 개발한 복합 촉매는 햇빛이 광촉매를 활성화하는 과정 없이 물을 분해해 수산화 라디컬을 만든다. 이는 이산화 티타늄과 탄소나노소재인 풀러렌 사이에 생긴 ‘전자 수용 에너지 준위’ 덕분이라는 설명이다. 이 촉매로 유기 오염물을 대표하는 염료 분자를 빛이 없는 환경에서 분해하는 실험을 해 본 결과, 70%의 염료 분해 효과를 보였다. 또 빛이 있을 때는 기존의 광촉매 효과를 이용할 수 있으며, 한 번 사용한 광촉매를 재사용 할 수도
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