심우영(사진) 연세대 신소재공학과 교수 연구팀이 차세대 반도체 기술을 개발해 국제학술지 ‘네이처 머티리얼즈’의 ‘이달의 연구 브리핑’에 선정됐다고 14일 연세대가 밝혔다. 이달의 연구 브리핑은 이달 출판된 논문 중 학술지 편집자들이 특별히 주목한 연구를 소개하는 콘텐츠다.

심 교수 연구팀은 저전력으로 구동되는 차세대 반도체 소자 ‘멤트랜지스터’를 개발했다. 멤트랜지스터는 반도체의 핵심 소자인 멤리스터와 트래지스터를 합친 것이다. 전류의 흐름을 기억해 다양한 저항 상태를 구현할 수 있고 뇌의 신경망처럼 정보를 저장하는 특징을 가진다. 저전력 성능으로 복잡한 정보를 효율적으로 처리할 수 있어 신경모사 컴퓨팅 기술에서 핵심 부품으로 주목받고 있다.

연구팀은 특히 멤트랜지스터용 반도체 소재를 발굴했다. 1335개의 후보 물질 중 44개의 ‘III-V족’ 반도체를 선별했고 이 중 10개를 합성하는 데 성공했다. 이 소재들은 층상 구조를 가지고 있어 이온 이동에 유리한 경로를 제공함으로써 기존보다 더 효율적이고 저전력으로 동작한다고 연구팀은 설명했다.

네이처 머티리얼즈 편집자팀은 “III-V족 반도체는 현재 반도체 산업에서 필수적”이라며 “새로운 특성을 가진 III-V족 화합물은 반도체 산업에 매우 환영받을 만하다”고 평가했다. 그러면서 “이번 연구에서는 양이온이 움직일 수 있는 새로운 III-V족 반도체를 발견했고 이는 우수한 멤리스터 성능을 보여줘 멤트랜지스터에 적합할 가능성이 있다”고 했다.

심 교수는 “저전력 메모리 소자와 인메모리 컴퓨팅 기술 개발에 중요한 기초를 제공할 것”이라며 “기존 실리콘 기술과의 호환성이 뛰어나 실제 산업에 적용될 가능성이 크다. 앞으로 실리콘 기반의 멤트랜지스터 개발을 목표로 연구를 지속할 계획”이라고 말했다.