이효영 교수(오른쪽), 서소현 박사(가운데),
민미숙 박사과정생(왼쪽) 등이실험 결과를분석하고있다

우리나라 연구진이 전도성이 뛰어나면서 용액 공정이 가능한 환원 산화 그래핀의 얇은 막을 활용한 비휘발성 분자 메모리 소자를 개발했다. 환원 산화 그래핀은 그래파이트Graphite(흑연)를 산화시켜 만든 그래핀 옥사이드를 환원한 용액이다. 그래핀과 같이 전기 전도성과 전하 이동도가 높으며, 대량 생산과 용액공정이 가능하다. 연구는 이효영 성균관대 교수가 주도했으며, 결과는 화학 분야 권위지인 독일의《앙게반테 케미Angewandte Chemie》온라인판에 게재됐다.

이효영 교수팀이 개발한 소자는 용액 공정이 가능한 환원 산화 그래핀 전극막을 활용해 불과 5나노미터 이하 두께 단분자막을 기반으로 한다. 100%에 가까운 수득률收得겂을 나타내며, 메모리 소자뿐만 아니라 여러 가지 기능성을 갖는 분자막 소자(다이오드, 전도성 분자 와이어 등)에도 적용할 수 있다. 향후 무기 반도체를 이을 차세대 메모리 소자다. 최근 세계적으로 단위 면적당 초고밀도 집적과 다양한 물질(유기 화합물, 고분자, 금속)에 응용할 수 있는 그래핀을 이용한 여러 메모리 소자 개발에 한창이다.
이 교수팀이 개발한 소자는 환원 산화 그래핀층을 이용해 상부 전극 금속 나노 입자가 단분자막으로 침투하려는 것을 막음으로써 금속 전극만 사용할 때 10% 미만이던 소자의 수득률을 월등히 향상시켰다. 또한, 환원 산화 그래핀층은 안정성, 투명성, 전도성이 높기에 다양한 기능성 분자 소자(광센서, 바이오센서)를 제작하기 쉽다.
이 교수는 "현재 메모리 시장을 주도하는 우리나라가 차세대 메모리 분야에서 지속적으로 우위를 선점하려면, 다양한 형태의 차세대 비휘발성 메모리 소자 개발이 중요하다"면서, "이 연구는 환원 산화 그래핀 용액을 이용하기에 제작하기 쉽고 수득률도 높아 자유자재로 휘어지는 모니터, 컴퓨터, 태양전지 등에 응용할 수 있을 것이다"라고 연구 의의를 밝혔다.