탄소나노튜브와 전기역학 스위치가 결합된 새로운 개념의 비휘발성 메모리 소자의 구조와 읽기 쓰기 과정의 개념도
국내 연구진이 기존 실리콘 기반의 플래시 메모리보다 속도가 1000배 이상 빠르고 전력소모도 획기적으로 줄인 탄소나노튜브(CNT) 기반의 저전력-초고속 메모리 소자를 세계 최초로 개발했다.
건국대(총장 김진규)는 WCU사업팀 이상욱 교수(물리학부)와 건국대 초빙 WCU 해외석학 교수인 엘레노어 캠벨(Eleanor Campbell) 교수가 서울대 박영우 교수 연구팀과 공동으로 이 같은 내용의 차세대 메모리 소자를 개발했다고 2일 밝혔다.
교육과학기술부와 한국연구재단의 WCU(세계수준연구중심대학) 사업 및 해외우수연구소유치 사업의 지원으로 이뤄진 이번 연구결과는 세계적 과학 저널인 <네이처>지의 온라인 속보 ‘네이처 커뮤니케이션’에 지난 1일자로 실렸다.
연구팀은 탄소나노튜브 트랜지스터 소자와 마이크로 전기역학 소자를 결합한 형태의 메모리 셀을 형성, 차세대 메모리 소자들과 나란히 경쟁할 수 있는 새로운 형태의 메모리를 개발했다.
이번에 개발된 신개념 소자는 현재 컴퓨터 메모리로 널리 사용되는 플래시메모리의 쓰고 지우는 속도가 느린 단점을 전기역학소자를 이용해 최대 수 천 배 이상 향상시키고, 또한 전력소모를 획기적으로 낮춤으로써 차세대 메모리 소자에 대한 새로운 영역을 개척한 것으로 평가된다.
건국대 이상욱 교수는 “스위치에 전달하는 전압의 크기를 조절함에 따라 탄소나노튜브에 흐르는 전류값은 최대 8개 이상 구별할 수 있음을 보임으로써, 하나의 메모리셀에서 0과 1만이 아닌 여러 상태의 기억을 가능하게 했다는 점도 현재까지의 메모리와 크게 다른 점”이라고 설명했다.
이 교수는 또한 “탄소나노튜브는 지난해 노벨 물리학상 수상 주제인 그래핀과 함께 향후 실리콘을 대체할 수 있는 유력한 차세대 물질로 평가받고 있다”면서 “그래핀 또는 탄소나노튜브를 이용한 나노 전기역학 시스템을 결합한 새로운 형태의 나노 소자를 개발해 기초 물성 연구뿐 아니라 반도체 분야에 응용할 수 있는 가능성을 함께 탐구하는 후속 연구를 진행 중”이라고 밝혔다.
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