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[IT뉴스]산화물 기반 저항 메모리 작동 원리 밝혔다

온카뱅크관리자

2025-09-02 10:47:31

<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="UIoRHObYdA">
          <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="471bab2a12ceb1267936b2fa66b9dfb907df85d3122387484cdc976570f56f39" dmcf-pid="uCgeXIKGij" dmcf-ptype="figure">
           <p class="link_figure"><img alt="박상희 신소재공학과 교수, 박성환 박사과정생, 공채원 박사과정생, 홍승범 신소재공학과 교수. KAIST 제공." class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202509/02/dongascience/20250902104217782usvj.jpg" data-org-width="680" dmcf-mid="p7u1gPhLec" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img2.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202509/02/dongascience/20250902104217782usvj.jpg" width="658"></p>
           <figcaption class="txt_caption default_figure">
            박상희 신소재공학과 교수, 박성환 박사과정생, 공채원 박사과정생, 홍승범 신소재공학과 교수. KAIST 제공.
           </figcaption>
          </figure>
          <p contents-hash="70e1deaa94bb412c8beffe5a1db1178dd107d0cc5cee86352bdc7123ad6876a9" dmcf-pid="7FhwKtiBRN" dmcf-ptype="general">차세대 메모리로 주목받는 ‘산화물 기반 저항 메모리(Resistive Random Access Memory, ReRAM)’는 빠른 속도와 데이터 보존 능력, 단순한 구조 덕분에 기존 메모리를 대체할 후보로 주목받고 있다. 국내 연구팀이 산화물 기반 저항 메모리 작동 원리를 밝혀내는 데 성공했다.</p>
          <p contents-hash="448562a4560cbf90b9e129c3c0b3d3af0a36dffa154f59a2a0d3425e155d0164" dmcf-pid="z3lr9Fnbia" dmcf-ptype="general">KAIST는 홍승범 신소재공학과 교수 연구팀이 박상희 교수 연구팀과 함께 차세대 반도체 핵심 기술로 주목받는 산화물 기반 메모리의 작동 원리를 정밀하게 규명했다고 2일 밝혔다. 연구결과는 국제학술지 ‘ACS 어플라이드 머티리얼즈 &amp; 인터페이스(ACS Applied Materials &amp; Interfaces)’에 게재됐다.</p>
          <p contents-hash="cf5a7723cd657d5ebf7895e405583a122e6221f9b83f51d436e0981d0ebe4ac8" dmcf-pid="q0Sm23LKRg" dmcf-ptype="general">연구팀은 여러 종류의 현미경을 하나로 결합한 ‘다중모드 주사 탐침 현미경(SPM)’을 활용했다. 다중모드 주사 탐침 현미경을 통해 산화물 박막 내부에 전자가 흐르는 통로와 산소 이온의 움직임, 그리고 표면 전위(재료표면전하의 분포) 변화를 동시에 관찰했다. 이를 통해 메모리에 정보를 기록하고 지우는 과정에서 나타나는 전류 변화와 산소가 빠져 생긴 빈 자리를 뜻하는 산소 결함이 어떻게 달라지는지 상관관계를 입증했다.</p>
          <p contents-hash="66c554497da43017985491b0475c49ac7ede16cdb1d50e8f8b9e5abf9ea24cb6" dmcf-pid="BpvsV0o9eo" dmcf-ptype="general">연구팀은 이산화티타늄(TiO2) 박막에 전기 신호를 주고 메모리에 정보를 기록하고 지우는 과정을 직접 구현하고 다중모드 주사 탐침 현미경으로 과정을 살펴봤다. 연구팀은 "다중모드 주사 탐침 현미경 덕분에 전류가 달라지는 이유가 산소 결함 분포의 변화 때문임을 나노 수준에서 직접 확인할 수 있었다"고 말했다.</p>
          <p contents-hash="de27060992af0820b33164fd3444d5aec155e3f9033e772c361121cc45f94b58" dmcf-pid="bUTOfpg2eL" dmcf-ptype="general">산소 결함이 서로 이어져 연속적인 경로를 만들면 전자가 잘 이동해 전류가 흐르고, 반대로 결함이 끊어져 불연속적으로 분포하면 전자의 통로가 단절돼 전류가 차단된다는 사실을 밝혀냈다.</p>
          <p contents-hash="b4593ecf15b126d008e7fa660adf5f55b2989aff1353fccbaa1b0ca3418012cf" dmcf-pid="KuyI4UaVRn" dmcf-ptype="general">전류의 흐름이 산소 결함의 양과 분포에 따라 달라지며 산화물 내 산소 결함 분포가 메모리의 켜짐과 꺼짐 상태를 결정한다는 점을 시각화하는 데 성공한 것이다.</p>
          <p contents-hash="eeb237324b11417eba58ab5e8336af17fd16b30072a5a046ca37303f9781820c" dmcf-pid="97WC8uNfei" dmcf-ptype="general">연구팀은 이번 연구에서 특정 한 지점만 본 것이 아니라, 수 마이크로미터(µm²) 크기의 넓은 영역에 전기 신호를 가한 뒤 전류 흐름의 변화, 산소 이온의 이동, 표면 전위 분포 변화를 함께 살펴봤다.</p>
          <p contents-hash="b4330a72ec81bc0029dd2c70d3325b3cd3c90b0dbf61292cb56e241f56d00b1b" dmcf-pid="2zYh67j4JJ" dmcf-ptype="general">연구팀은 메모리를 지우는 과정에서 산소 이온이 들어가면 메모리가 꺼진 상태를 오래 유지할 수 있다는 사실도 알아냈다. 이는 메모리가 잘 꺼진 채로 안정적으로 유지된다는 뜻으로, 앞으로 더 믿을 수 있고 오래가는 차세대 메모리를 만드는 데 중요한 단서가 될 것으로 기대된다.</p>
          <p contents-hash="aa033d14bcc7d62a82c2b108a8fdbf151f6d905f11b578edde8ba410941f04ea" dmcf-pid="VqGlPzA8Ld" dmcf-ptype="general">홍 교수는 “향후 다중모드 현미경을 이용한 분석 기법이 다양한 금속 산화물 기반 차세대 반도체 소자의 연구와 개발의 새로운 장을 열 것”이라고 말했다.</p>
          <p contents-hash="87ed9be7f97bf9d55c534c659347a18eb9258eb9c82f5a5a007b3ac12fedaa5b" dmcf-pid="fBHSQqc6de" dmcf-ptype="general"> &lt;참고 자료&gt;<br> - pubs.acs.org/doi/full/10.1021/acsami.5c10123</p>
          <p contents-hash="0458bb0893726e9970b1a515b50105c94a1dbd0576cdae7afd1ac2a914213f3c" dmcf-pid="4bXvxBkPeR" dmcf-ptype="general">[정지영 기자 jjy2011@donga.com]</p>
         </section> 
        </div> 
        <p class="" data-translation="true">Copyright © 동아사이언스. 무단전재 및 재배포 금지.</p>

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