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[왼쪽부터 이상한·오명한 교수, 오인혁·황준범·강민우 (사진=광주과학기술원 제공)]

광주과학기술원(GIST·지스트)은 한국에너지공대(KENTECH·켄텍) 연구팀과 차세대 반도체 소자를 개발했다고 25일 밝혔습니다.



GIST 신소재공학과 이상한 교수팀과 켄텍 에너지공학부 오명한 교수팀은 휘발성 저항 변화 소자(멤리스터)의 산화코발트(Co3O4) 나노입자를 규칙적으로 배열하고 미세한 틈을 정밀하게 제어해 보다 안정적으로 작동할 수 있도록 했습니다.

인공지능(AI)과 사물인터넷(IoT) 발전으로 처리해야 할 정보량이 늘면서 적은 전력과 일정한 동작 특성 및 성능을 가진 전자소자를 구현하는 기술의 중요성도 커지고 있습니다.

연구팀은 전기 자극이 작동할 때마다 전류가 흐르는 길(전도 경로)을 무작위로 새로 만들지 않고, 나노입자 사이의 일정한 틈을 따라 일정하게 흐르도록 구조를 설계했습니다.

개발된 메모리 소자는 약 10 나노암페어(nA)의 매우 낮은 전류에서 작동했으며 높은 동작 균일성과 재현성을 보였고, 특히 나노 틈의 크기를 조절함으로써 메모리 소자가 작동하는 전압도 낮췄습니다.



나노 틈을 약 3 nm에서 약 1 nm로 좁히자 전환(스위칭)이 시작되는 평균 전압도 8.75 볼트(V)에서 1.20 V로 약 7분의 1 수준까지 낮아진 것으로 나타났습니다.

이번 연구 결과는 복합재료 분야 국제학술지 'Advanced Composites and Hybrid Materials'에 지난 달 30일 온라인으로 게재됐습니다.