KIST, 투명하고 휘어지는 초박막 메모리 소자 개발

[테크월드뉴스=서유덕 기자] 이차원 나노소재 기반 플렉서블 메모리는 데이터 저장, 처리, 통신에 중요한 역할을 하기 때문에 차세대 웨어러블용 소자로 주목받고 있다. 수 나노미터(㎚)의 2차원 나노소재로 초박막 메모리 소자를 구현할 경우, 기존보다 메모리 집적도를 크게 높일 수 있기 때문이다. 이 같은 장점 덕분에 2차원 나노소재 기반 플렉시블 저항변화형 메모리 등이 개발돼 왔으나, 기존의 2차원 나노소재를 활용한 메모리들은 캐리어(Carrier, 전자(-)·정공(+) 등 전하를 옮기는 물질)를 가두는 특성이 약한 한계가 있었다.

한국과학기술연구원(KIST)은 기능성복합소재연구센터 손동익 박사 연구팀이 절연 특성을 가지는 2차원 나노소재인 육방정 질화붕소(hexagonal Boron Nitride, h-BN: 절연 특성을 갖는 이차원 나노소재 중 하나) 초박막 구조 사이에 0차원(분말 형태) 양자점을 단일층으로 형성시킴으로써 이종 저차원 초박막 나노구조체 기반 투명하고 휘어짐이 가능한 메모리 소자를 개발했다고 28일 밝혔다.

연구팀은 양자 제한 특성(나노입자 공간 벽에 의해 전자가 불연속적인 에너지 상태를 형성하는 현상)이 우수한 0차원 양자점을 활성층으로 도입, 2차원 나노소재에서 캐리어를 제어함으로써 차세대 메모리 후보가 될 수 있는 소자를 구현했다. 이를 기반으로 샌드위치 구조를 갖는 2차원 육방정 질화붕소(hBN) 나노소재 사이에 0차원 양자점을 수직 적층 복합구조체로 형성해 투명하고 휘어짐이 가능한 소자로 제작했다. 개발된 소자는 80% 이상 투명성을 유지하면서, 휘어졌을 때도 메모리 기능을 유지한다.

손동익 박사는 “전도성을 가지는 그래핀에 비해, 절연성 특성을 가지는 육방정 질화붕소(hBN) 위에 양자점 적층 제어기술을 제시함으로써 초박막 나노복합 구조체 연구에 기초를 확립했고, 차세대 메모리 소자의 제작과 구동 원리를 밝혔다는 데 의의가 있다”며 “향후 이종 저차원 나노물질 복합화의 적층 제어기술을 체계화하고 응용범위를 확대할 예정”이라고 말했다.