“같은 크기에 정보 더 많이”…차세대 메모리 고집적화 방법 찾았다 작성일 10-28 17 목록 <div id="layerTranslateNotice" style="display:none;"></div> <strong class="summary_view" data-translation="true">- UNIST·POSTECH, 산화하프늄 원자 진동 비밀 규명<br>- 고집적·저전력 차세대 메모리 개발 기대</strong> <div class="article_view" data-translation-body="true" data-tiara-layer="article_body" data-tiara-action-name="본문이미지확대_클릭"> <section dmcf-sid="0KQV87mj5x"> <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="ccc8be36f4028c7f37e720d1a902beab577ab384bf72683736b9e1dd71129204" dmcf-pid="pnkgjR5TtQ" dmcf-ptype="figure"> <p class="link_figure"><img alt="단일 포논 모드와 포논 쌍 응축에 의해 형성되는 강유전체 도메인 벽의 비교.[UNIST 제공]" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202610/28/ned/20261028173951360jrqd.png" data-org-width="1280" dmcf-mid="FMcoNMZvZR" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img2.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202610/28/ned/20261028173951360jrqd.png" width="658"></p> <figcaption class="txt_caption default_figure"> 단일 포논 모드와 포논 쌍 응축에 의해 형성되는 강유전체 도메인 벽의 비교.[UNIST 제공] </figcaption> </figure> <p contents-hash="e64469ac913c3be9bd9bb10d66cad8501310dc09f3320c55d3edaea0e73696b2" dmcf-pid="ULEaAe1y5P" dmcf-ptype="general">[헤럴드경제=구본혁 기자] 반도체 메모리의 크기를 줄이면서 더 많은 정보를 저장할 수 있는 길이 열렸다. 국내 연구진이 차세대 메모리 소재인 산화하프늄에서 정보 저장 영역을 원자 수준으로 촘촘하게 나눌 수 있는 원리를 규명했다.</p> <p contents-hash="a98c2e7ad1c6b378836c8e442f8065f4052bf0cec4995fe22fa21bcb11ad0c8f" dmcf-pid="uoDNcdtWH6" dmcf-ptype="general">울산과학기술원(UNIST)은 에너지화학공학과 이준희 교수팀이 포스텍(POSTECH) 최시영 교수팀과 공동으로 산화하프늄 내부에서 서로 다른 정보 저장 영역의 경계가 매우 얇고 안정적으로 형성되는 원리를 밝혀냈다고 28일 밝혔다.</p> <p contents-hash="60cba4e8425324f7a55f2d6d0708f14bc83fcb9ea1a69306ba72848a27c30a5d" dmcf-pid="7gwjkJFYH8" dmcf-ptype="general">산화하프늄은 전원이 꺼져도 정보를 유지하는 차세대 비휘발성 메모리 소재로 주목받고 있다. 기존 반도체 제조공정과 호환성이 높고 매우 얇은 두께에서도 강유전성을 유지할 수 있다는 장점이 있다.</p> <p contents-hash="7eaee60561fd6d93e3310fc2514e8ba8ebf1caf827fac4be48ebacfa2afd0706" dmcf-pid="zarAEi3GZ4" dmcf-ptype="general">강유전체는 외부 전기장에 따라 전기적 극성의 방향을 바꿀 수 있는 물질이다. 극성이 같은 영역을 ‘도메인’이라고 하며, 서로 반대인 극성 방향을 각각 0과 1로 활용해 정보를 저장한다.</p> <p contents-hash="4c66af8e89e187f8bae5417185df7a017c29457d14b0fdfc637386366cc779d5" dmcf-pid="qNmcDn0H1f" dmcf-ptype="general">메모리 저장 용량을 늘리려면 이러한 도메인을 최대한 작고 촘촘하게 배치해야 한다. 하지만 도메인 사이의 경계인 ‘도메인 벽’을 형성하는 데 에너지가 필요하고, 경계가 넓어지면 집적도를 높이는 데 한계가 있다.</p> <p contents-hash="02889d4a668fb8a5c1796c608450c54fdb12b7a476532151df3c71333f355745" dmcf-pid="BjskwLpXHV" dmcf-ptype="general">연구팀은 산화하프늄에서 도메인 벽이 거의 추가적인 에너지 없이 형성되는 이유가 ‘포논 쌍 응축’ 현상에 있다는 사실을 밝혀냈다.</p> <p contents-hash="82bf0600c78cf84b4ecc4cf07b306718f097902e19ea3da482a899bfc535b417" dmcf-pid="bAOEroUZZ2" dmcf-ptype="general">포논은 결정 내부 원자들의 집단적인 진동을 설명하는 개념이다. 일반적인 강유전체에서는 도메인 경계에서 특정 원자 진동이 약해지면서 결정 구조의 안정성이 떨어진다.</p> <p contents-hash="362d48cf8c7958126665d3d7df870a4eae218f478d4ac6faed980a4cab85536d" dmcf-pid="KcIDmgu5H9" dmcf-ptype="general">반면 산화하프늄에서는 하나의 포논 모드가 약해지면 다른 포논 모드가 나타나 이를 보완한다. 두 진동이 서로 역할을 나눠 도메인 경계에서도 내부와 비슷한 안정적인 결정 구조를 유지하는 것이다.</p> <p contents-hash="da0f953a003c7568f67c07b7944ffa619a59f538fae94d5c17e3227cdd4ff22f" dmcf-pid="98JQR9lwXK" dmcf-ptype="general">쉽게 말해 서로 반대 방향의 정보를 저장하는 두 영역 사이에 별도의 두꺼운 완충지대를 만들 필요가 없다는 의미다. 그만큼 정보 저장 영역을 더욱 촘촘하게 배치할 수 있다.</p> <p contents-hash="366b80836bc70b9a8014899c60224b0829ab588652fd57e53cd821125b9ad62b" dmcf-pid="26ixe2Sr5b" dmcf-ptype="general">연구팀은 이론적 예측을 실험으로도 검증했다. 포스텍 연구진이 원자 수준의 구조를 관찰할 수 있는 전자현미경(ABF-STEM)으로 산화하프늄의 산소 원자 배열을 분석한 결과, 실제 원자들의 이동 방향과 거리가 이론 계산 결과와 일치했다.</p> <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="e2aaebf06f7400df4fac5feded0f6bf2b786345d8eb85b90753dcf05e500c806" dmcf-pid="VPnMdVvmYB" dmcf-ptype="figure"> <p class="link_figure"><img alt="이준희(왼쪽부터) UNIST 교수, 이현재 박사, 파완 쿠마르 박사.[UNIST 제공]" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202610/28/ned/20261028173951595gwnp.jpg" data-org-width="1280" dmcf-mid="3LM4PqOcGM" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img2.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202610/28/ned/20261028173951595gwnp.jpg" width="658"></p> <figcaption class="txt_caption default_figure"> 이준희(왼쪽부터) UNIST 교수, 이현재 박사, 파완 쿠마르 박사.[UNIST 제공] </figcaption> </figure> <p contents-hash="16cd5fa298ea0f1d50bf136ee73ea0bb5a4c8fb66fd8f87573946b047ff2bfbf" dmcf-pid="fQLRJfTsXq" dmcf-ptype="general">이번 성과는 기존 강유전체에서 에너지 손실을 유발하는 결함으로 여겨졌던 도메인 벽을 오히려 정밀하게 설계할 수 있다는 가능성을 제시했다는 점에서 의미가 크다.</p> <p contents-hash="91dde98d991751f5d430ac7aed5ed7c95c097f3ead5c944a25074ef974cc366b" dmcf-pid="4xoei4yOXz" dmcf-ptype="general">특히 도메인 벽 사이의 간격을 줄이면서도 안정적인 정보 저장 특성을 유지할 수 있어 향후 고집적·저전력 강유전체 메모리 개발에 활용될 것으로 기대된다.</p> <p contents-hash="0a119f3671ca5e600b0b133d2d76ea5bdaec209eb45aa5c26bc71b665a36e659" dmcf-pid="8Mgdn8WI57" dmcf-ptype="general">이준희 교수는 “산화하프늄은 매우 얇은 박막 상태에서도 강유전성을 유지할 수 있고 기존 반도체 공정과도 잘 맞아 새로운 메모리 소재로 주목받고 있다”며 “이번에 밝힌 원리를 활용하면 도메인 벽 사이의 간격을 줄이면서도 안정적인 강유전 상태를 유지할 수 있어 차세대 메모리 집적도를 높이는 데 도움이 될 것”이라고 말했다.</p> <p contents-hash="5b27c728e32af94a3555b9d2cc5a2f3833d9c763ac364efd43a064b755e0c6b5" dmcf-pid="6RaJL6YCZu" dmcf-ptype="general">이번 연구결과는 국제학술지 ‘피지컬 리뷰 X(Physical Review X)’ 8월 18일 자에 게재됐다.</p> </section> </div> <p class="" data-translation="true">Copyright © 헤럴드경제. 무단전재 및 재배포 금지.</p> 관련자료 이전 [르포] 네발로 걷다 철길서 달린다…선로 점검하는 사족보행 AI로봇 10-28 다음 AWS, AI로 SAP 코드 전환 자동화…작업량 최대 87% 절감 10-28 댓글 0 등록된 댓글이 없습니다. 로그인한 회원만 댓글 등록이 가능합니다.
