한국과학기술연구원이 개발에 성공한 2차원 흑린 원자막 소재 기반의 전하주입형 메모리 소자. 사진은 완성된 흑린 전하주입형 메모리 소자의 모식도와 실제 소자의 단면 TEM 분석 사진./사진제공=한국과학기술연구원기존 메모리보다 성능이 더 뛰어난 ‘흑린 원자막’ 소재 차세대 메모리가 개발됐다.
흑린은 그래핀의 뒤를 이어 실리콘 반도체를 대체할 미래로 주목받고 있는 2차원 소재로, 이번에 개발된 소자는 실생활에서 많이 사용되고 있는 실리콘 기반의 저장매체(USB)와 같은 개념의 방식을 그대로 재현했다.
14일 한국과학기술연구원(KIST)은 차세대반도체연구소 광전소재연구단의 이영택 박사와 황도경 박사, 미래융합기술연구본부장실의 최원국 박사가 임성일 연세대 교수팀과 함께 신소재인 ‘흑린 원자막’ 이용해 메모리 소자를 만드는데 성공했다고 밝혔다. 전기적 특성이 뛰어난 흑린 원자막은 흑린 원자막은 검은색 인(P)을 원자 한 층 두께로 떼어내 머리카락 두께 1만 분의 1 수준인 5~6nm(나노미터·10억 분의 1m)에 불과하다.
연구팀이 개발한 소자는 전자를 한 층(전자주입층)에 주입한 뒤 다른 층(전자구속층)으로 보내며 구동시키는 방식이다. 전자가 전자구속층으로 들어갔다 나갔다 하는 특성을 ‘0’, ‘1’ 같은 디지털 신호로 만들어 저장한다. 이는 우리 생활에 많이 사용되는 저장 매체인 USB와 같은 방식을 그대로 재현한 것이다.
연구팀은 “2차원 흑린 원자막 기반의 전하주입형 메모리 소자는 현재 우리의 실생활에서 많이 사용되고 있는 저장매체인 USB(실리콘 기반)와 같은 개념의 소자의 방식을 그대로 재현했다”며 “이 연구는 미래의 메모리 반도체 응용소자로의 실전 및 응용 가능성에 대한 의구심을 해소시켜 주는 중요한 결과”라고 설명했다.
이번 연구는 KIST 기관고유사업 및 미래창조과학부(장관 최양희) 중견연구자 도약사업의 지원으로 수행됐으며, 연구결과는 ‘어드밴스드 펑셔널 머터리얼즈’(Advanced Functional Materials) 7일자에 실렸다.
