‘강유전체’ 이론적 한계 극복, 차세대 메모리 개발 기대

  • 경제/과학
  • 대덕특구

‘강유전체’ 이론적 한계 극복, 차세대 메모리 개발 기대

  • 승인 2017-04-02 12:00
  • 신문게재 2017-04-03 13면
  • 최소망 기자최소망 기자
▲ 강유전체의 두께와 종류에 따른 분극과 터널링 효과.
▲ 강유전체의 두께와 종류에 따른 분극과 터널링 효과.


IBS, 터널링 효과 보이는 1nm 강유전체 초박막 구현

국내연구진이 강유전체 메모리(FeRAM)의 이론적 한계를 극복했다.

차세대 메모리로 꼽히는 ‘강유전체 터널접합 메모리’의 출현을 앞당길 것으로 보인다.

기초과학연구원(IBS)은 강상관계 물질 연구단(단장 노태원)과 부경대 공동 연구진은 강유전체 물질인 티탄산바륨(BaTiO₃)으로 1.4nm(나노미터ㆍ10억 분의 1m) 두께의 강유전체 초박막을 만들었다고 2일 밝혔다.

2006년 발견된 이론 예측을 10여 년 만에 실험적으로 입증하는 데 성공한 것이다.

강유전체 메모리는 외부의 자극(전기장ㆍ자기장) 없이도 스스로 분극을 가지는 재료로 외부 전기장에 의해 분극 방향이 바뀔 수 있는 물질이다.

이 메모리는 실리콘(Si) 기반의 플래시 메모리보다 전력소모가 적고 읽고 쓰는 속도가 빨라 2000년 초까지 상용화 메모리로 활발하게 연구됐다.

강유전체 물질은 130nm 이상 두께에서만 강유전성이 뚜렷해 고집적ㆍ고성능 메모리 제작이 어렵다는 한계가 있다.

두께를 유지한 채 성능을 올리려면 생산단가가 올라가 상대적으로 단가가 저렴한 실리콘 플래시 메모리 개발에 밀릴 수 밖에 없었다.

연구진은 페로브스카이트 구조의 산화물 금속과 강유전체 물질 사이의 계면에 나타나는 단일 원자 수준의 불균일성에 주목하였다.

티탄산바륨의 두께가 얇아지면 불균일성이 물질의 안정성에 영향을 미쳐 강유전성을 잃는다.

이 같은 불균일성을 해결하고자 티탄산바륨 형성될 때 생긴 표면에너지가 산화바륨 또는 이산화티타늄 원자층 형성에 영향을 미친다는 것을 이론적으로 밝혔다.

연구진은 펄스 레이저 증착법(PLD)으로 루테륨산스트론튬(SrRuO₃)을 만든 후, 그 위에 티탄산바륨과 루테륨산스트론튬을 순서대로 입혀 계면이 균일한 초박막 소자를 구현했다.

이 과정에서 박막 제조 중 산소 분압을 조절하는 기법이 활용됐다.

그 결과 티탄산바륨은 두께가 1.4nm에 불과함에도 강유전성을 안정적으로 유지했다.

터널링 효과도 함께 관측됐다.

두께가 1nm 수준으로 얇아진 티탄산바륨은 부도체지만, 전자 투과 현상이 일어난다.

강유전성을 보이는 동시에 터널링이 가능해 강유전체 메모리의 파괴적 읽기를 보완할 수 있는 것이다.

이는 차세대 메모리로 꼽히는 강유전체 터널접합 메모리의 출현을 앞당길 것으로 보인다.

이 연구결과는 지난달 3일 국제과학저널 ‘어드밴스드 머티리얼스(Advanced Materials)’ 온라인판에 실렸다. 최소망 기자 somangchoi@

▲ 노태원 IBS 강상관계 물질 연구단 연구단장(공동교신저자).
▲ 노태원 IBS 강상관계 물질 연구단 연구단장(공동교신저자).

중도일보(www.joongdo.co.kr), 무단전재 및 수집, 재배포 금지

기자의 다른기사 보기

랭킹뉴스

  1. 대전 연축지구 개발 탄력받나… 공공기관 유치 준비 주목
  2. 가을 제철 수산물 가격 들썩… 꽃게·전어 두 배 급등
  3. 李정부 2차 공공기관 이전 초읽기…대전 '우선 배치' 촉각
  4. 온통대전, 카드 없이 QR코드로 결제한다… 정부 지원율 변화도 관심
  5. 대전 택시 기본요금 11월부터 4800원… 3년 만에 인상
  1. 국정자원 대전 잔류 위해 추가 부지 발굴… 유치 경쟁 속 대응 본격화
  2. 잇단 산하기관 잡음… 세종시 관리·감독 문제 도마 위
  3. '양성자 암치료센터' 건립 나선 세종, 중부권 첨단의료 거점 노린다
  4. 대전시의회, 이효식 대전도시공사 사장 후보 '인사청문회'
  5. 죽동중·성남중 설립 목소리 커지는데…대전교육청 '해법 찾기' 고심

헤드라인 뉴스


李정부 2차 공공기관 이전 초읽기…대전 `우선 배치` 촉각

李정부 2차 공공기관 이전 초읽기…대전 '우선 배치' 촉각

이재명 정부의 2차 공공기관 지방 이전 로드맵 발표가 코앞으로 다가오면서 대전 지역사회의 기대와 우려가 교차하고 있다. 서울과 가까운 관계로 이전 대상 기관들의 대전 선호도가 높은 것으로 알려졌지만, 정부의 후발 혁신도시 우선 배치 여부도 아직 안갯 속이기 때문이다. 대전은 우리나라 연구개발(R&D) 메카이며 국토 정중앙에 자리 잡고 있어 과학기술 및 균형발전 성과를 영호남, 강원 등으로 확산시킬 수 있는 장점이 크다. 이재명 정부가 대전에 관련 공공기관을 전략적으로 배치해야 한다는 목소리에 힘이 실리는 대목이다. 27일 중도일보..

국민취업지원제도 상담인력 불균형… 전국 최대 11.5배, 충청권 5.9배 격차
국민취업지원제도 상담인력 불균형… 전국 최대 11.5배, 충청권 5.9배 격차

전국 고용센터별로 국민취업지원제도 상담 인력의 업무 편차가 천차만별인 것으로 나타났다. 상담사 1명이 관리하는 참여자 수가 전국적으로 최대 11.5배 차이가 났으며, 충청권 내 13개 고용센터에서도 최대 5.9배 격차를 보였다. 27일 본보가 국회 기후에너지환경노동위원회 소속 어기구 의원(더불어민주당·충남 당진)이 고용노동부로부터 제출받은 '고용센터별 국민취업지원제도 상담인력' 자료를 분석한 결과, 올해 9월 기준 전국 102개 고용센터의 상담인력은 총 792명으로, 상담사 1명당 평균 126.2명을 관리하고 있는 것으로 집계됐다...

국정자원 대전 잔류 위해 추가 부지 발굴… 유치 경쟁 속 대응 본격화
국정자원 대전 잔류 위해 추가 부지 발굴… 유치 경쟁 속 대응 본격화

국가정보자원관리원(국정자원)의 대전 내 대체 시설 확보를 위한 대전시의 움직임이 본격화되고 있다. 충남과 세종까지 국정자원 유치에 나선 가운데 당초 제안한 2개 후보지 외에도 추가 부지를 발굴하며 대전 내 재설립을 위한 대응에 나서고 있다. 대전시의 이같은 행보는 정부의 2차 공공기관 지방 이전을 앞두고 신규 기관 유치뿐 아니라 기존 기관 붙잡기에도 힘을 쏟겠다는 의지로 풀이된다. 27일 대전시에 따르면 허태정 대전시장은 이날 민선 9기 자치구 상생투어의 마지막 일정으로 서구를 방문해 국정자원 본원의 대전 내 재설립 필요성을 강조했..

실시간 뉴스

지난 기획시리즈

  • 정치

  • 경제

  • 사회

  • 문화

  • 오피니언

  • 사람들

  • 기획연재

포토뉴스

  • ‘스토킹에 의한 여성 살해 국가가 책임져라’ ‘스토킹에 의한 여성 살해 국가가 책임져라’

  • 스토킹 살해 피의자 영장실질심사 스토킹 살해 피의자 영장실질심사

  • ‘울긋불긋’ 대전 도심 ‘울긋불긋’ 대전 도심

  • 수험생들의 꿈을 향한 섬세한 붓 터치 수험생들의 꿈을 향한 섬세한 붓 터치