면적당 초고밀도 집적이 가능하고, 자유자재로 휘어지는(Flexible) 모니터 · 분자 컴퓨터 · 태양전지 등 다양한 분야에 활용하는 그래핀을 이용한 비휘발성 메모리(Non-volatile Memory Devices) 소자를 국내 연구진이 개발했다. 비휘발성 메모리는 전원을 공급하지 않아도 저장된 정보를 계속 유지하는 컴퓨터 메모리다. 그래핀Graphene은 흑연의 표면층을 한 겹만 떼어낸 탄소 나노 물질로, 높은 전도성과 전하 이동도를 갖기에 향후 응용 가능성이 높아 꿈의 신소재로 불린다. 특히 이번 연구 결과는 전 세계적으로 각광받는 그래핀과 금 나노 입자를 활용해 처음으로 제작한 메모리 소자다. 성균관대 이효영 교수가 주도한 이번 연구 결과는 나노 화학 분야의 권위 있는 학술지인《에이시에스 나노ACS NANO》에 온라인으로 게재됐다.
이효영 교수 연구팀이 개발한 메모리 소자는 메모리 반도체 소자를 구성하는 소스-채널-드레인 배열에서 수직 구조와 수평 구조가 모두 가능하다. 그래핀 채널과 금 나노 입자와의 화학적 결합을 통해 비활성 메모리 특성이 뛰어나며, 안정된 소자 제작이 가능해 다른 비휘발성 메모리 소자에도 다양하게 활용 가능한 것이 특징이다. 금 나노 파티클(AuNPs)은 아주 작은 금 입자로 그 크기가 나노미터(nm) 수준이다. 안정적이고 단단한 그래핀 채널을 이용한 메모리 소자는 향후 무기 반도체 기술의 뒤를 이을 새로운 메모리 소자로서의 가능성을 보여주며, 단위 면적당 초고밀도 집적이 가능하고, 다양한 물질(유기 화합물, 고분자, 금속)을 이용해 응용할 수 있는 장점이 있어 수많은 연구자가 그래핀을 이용한 메모리 소자 개발을 위해 노력해 왔다. 이효영 교수는 "현재 메모리 시장을 주도하는 우리나라가 차세대 메모리 분야에서 지속적으로 우위를 선점하기 위해선 다양한 형태의 차세대 비휘발성 메모리 소자 개발이 중요하다"면서, "이번 연구는 그래핀을 채널로 활용해 금 나노 입자를 화학적으로 붙인 후 비휘발성 메모리 특성을 나타낸 최초의 저분자 메모리 소자로 자유자재로 휘어지는 모니터, 분자 컴퓨터 및 태양전지 등에도 다양하게 응용될 것으로 기대한다"라고 연구 의의를 밝혔다.
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