전기 없어도 정보 기록하는 '강유전체 메모리' 원리 찾았다 작성일 10-08 53 목록 <div id="layerTranslateNotice" style="display:none;"></div> <strong class="summary_view" data-translation="true">KAIST</strong> <div class="article_view" data-translation-body="true" data-tiara-layer="article_body" data-tiara-action-name="본문이미지확대_클릭"> <section dmcf-sid="U10v7pEoLz"> <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="86b9d7f1e6a8f698fb7713dedbeca9d8675c2f48b2687e97976d93f9c7cfa352" dmcf-pid="utpTzUDgi7" dmcf-ptype="figure"> <p class="link_figure"><img alt="왼쪽부터 부얀톡톡 밭조릭 KAIST 연구원, 홍승범 교수, 김승훈 박사과정생. KAIST 제공" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202610/08/dongascience/20261008103158890frod.jpg" data-org-width="680" dmcf-mid="pdljySMVRq" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img1.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202610/08/dongascience/20261008103158890frod.jpg" width="658"></p> <figcaption class="txt_caption default_figure"> 왼쪽부터 부얀톡톡 밭조릭 KAIST 연구원, 홍승범 교수, 김승훈 박사과정생. KAIST 제공 </figcaption> </figure> <p contents-hash="258babf88d61e16d0f072f210cb1fbeb4c5c1f6d82803c6c4772e2065d96dd1c" dmcf-pid="7FUyquwaRu" dmcf-ptype="general">전기장이 사라져도 전기적 정보를 유지하는 물질인 강유전체 기반 차세대 메모리의 정보 기록 과정이 규명됐다. </p> <p contents-hash="e50d28dfcd11b54a59a5819e281111c0948ad1c15f075a48070dd551777fb929" dmcf-pid="z3uWB7rNiU" dmcf-ptype="general"> KAIST는 홍승범 신소재공학과 교수팀이 조병진 전기및전자공학부 교수팀, 독일 드레스덴공대 연구팀과 공동으로 차세대 메모리 소재로 주목받는 하프늄-지르코늄 산화물(HZO)에서 정보가 기록되는 과정을 규명했다고 8일 밝혔다. 연구결과는 6월 15일(현지시간) 국제학술지 '나노 레터스'에 공개됐다.</p> <p contents-hash="d2410fe16ac54abaa2b812614f27bc44db142f4ce5db169bea5949dafad0c687" dmcf-pid="q07Ybzmjdp" dmcf-ptype="general"> 강유전체는 전기가 차단돼도 전기적 방향성을 유지해 0과 1의 정보를 비휘발성으로 기록할 수 있는 물질이다. 물질 내부에서 양전하(+)와 음전하(-)가 일정한 방향으로 배열되는 전기적 상태를 분극이라고 한다.</p> <p contents-hash="9cb6f5178c2b444628ff92c53d5d3987e125b4e9418a5cb29e4fd397bfc0a0ee" dmcf-pid="BpzGKqsAM0" dmcf-ptype="general"> HZO는 반도체 산업에서 널리 사용하는 하프늄 산화물에 지르코늄을 섞어 강유전성을 부여한 소재다. 기존 반도체 제조 공정에 적용하기 쉬워 차세대 메모리 소재로 주목받는다.</p> <p contents-hash="eafbee242bb80108017d8cb68f8afc9a6592caa8fb5293cfca92dc95139776f4" dmcf-pid="bUqH9BOci3" dmcf-ptype="general"> 강유전체에 전압을 가하면 내부에서는 같은 방향의 분극을 띤 아주 작은 영역 '도메인'이 변화한다. 도메인은 같은 전기적 방향을 바라보는 원자들이 모여 있는 작은 구역이다. 새 도메인이 생긴 뒤 도메인이 주변으로 넓어지면서 전체 분극 방향이 바뀌고 정보가 기록되는 방식이다.</p> <p contents-hash="b3629a15ba89e1b0b93ef4ac0911f08bf07d782f84d90ac14ec911a1162e0f9e" dmcf-pid="KuBX2bIkdF" dmcf-ptype="general"> 정보 기록 과정은 새로운 도메인이 처음 나타나는 '핵생성'과 이미 생긴 도메인이 주변으로 넓어지는 '성장' 과정이 복잡하게 얽혀 있어 기존 설명으로는 메모리 작동 원리를 충분히 설명하기 어려웠다.</p> <p contents-hash="0c43dc72506976435c0fa30ad312cc8a3c60d85d7598879f9d4944f83a092d53" dmcf-pid="97bZVKCEJt" dmcf-ptype="general"> 연구팀은 고해상도 현미경으로 HZO에서 나노미터(nm, 10억분의 1m) 크기의 도메인이 전압에 따라 어떻게 변화하는지 관찰하고 소자 전체에서 측정되는 전기적 변화와 비교·분석했다.</p> <p contents-hash="4e94a6595c9edadc88dbf35449503fcdfc38251f1142d06685f6163c0952f80c" dmcf-pid="2zK5f9hDe1" dmcf-ptype="general"> 분석 결과 정보가 기록되는 동안 핵생성과 성장이 동시에 일어나며 정보가 기록되는 것으로 확인됐다. 연구팀은 관찰된 과정을 새로운 이론인 '동시 핵생성-성장(SNG) 모델'로 정립했다. 메모리가 얼마나 빨리 변화하는지를 넘어 정보 기록이 어디에서 시작돼 어떤 방식으로 퍼져 나가는지까지 설명할 수 있다.</p> <p contents-hash="3b7d40b5411b9efc1c52f6e72f1001cd38a1b019124022d2e0e35975a9ea84cb" dmcf-pid="VTGr5HLxn5" dmcf-ptype="general"> 연구결과는 소재의 구조나 제조 공정을 조절해 강유전체 메모리에서 정보 기록이 더 빠르고 균일하게 일어나도록 설계하는 데 활용될 수 있다.</p> <p contents-hash="2be86eb6860245f8ce7250ac6551072ade9a0ce16d5d202716a1a9a213b878e5" dmcf-pid="fyHm1XoMeZ" dmcf-ptype="general"> 연구팀은 "빠르고 안정적으로 작동하면서 전력 소비를 줄인 비휘발성 메모리와 인공지능(AI)용 뉴로모픽(신경모방) 소자 개발에도 기여할 수 있을 것"이라고 설명했다.</p> <p contents-hash="9cf5a9417cac54894e458b25f9aed88926a96dd164c5dac900b0c6f214c60afa" dmcf-pid="4WXstZgReX" dmcf-ptype="general"> 홍 교수는 "전원을 꺼도 전기적 상태를 유지하는 강유전체에 정보가 기록될 때는 작은 변화가 곳곳에서 새로 시작되는 동시에 이미 시작된 변화도 주변으로 퍼져 나간다"며 "이번 연구는 두 움직임이 함께 정보 기록을 완성하는 원리를 밝혀낸 것으로 더 빠르고 안정적인 차세대 메모리를 설계하는 새로운 기준이 될 것"이라고 말했다.</p> <p contents-hash="637001853bc96143d24eb5a3d72632d83a293d879e46afd9c065144757c3bbec" dmcf-pid="8YZOF5aeiH" dmcf-ptype="general"> <참고 자료><br> - doi.org/10.1021/acs.nanolett.6c01580</p> <p contents-hash="719c37d0df2d94f7b16b81d187493386675776ed7b52deee9b1d91f0dc4d736d" dmcf-pid="6G5I31NdiG" dmcf-ptype="general">[이병구 기자 2bottle9@donga.com]</p> </section> </div> <p class="" data-translation="true">Copyright © 동아사이언스. 무단전재 및 재배포 금지.</p> 관련자료 이전 “확정없다”던 솔리다임, 내년 美 IPO 추진 구체화 10-08 다음 AI 해킹, 기존 수법 빠르게 자동화…"그림자 IT 노렸다" 10-08 댓글 0 등록된 댓글이 없습니다. 로그인한 회원만 댓글 등록이 가능합니다.
