머리카락 ‘1만분의 1′ 크기 3차원 메모리 소자에 데이터 저장한다

이장식 교수 연구팀이 개발한 3차원 메모리 소자 구현도. /연구재단

방대하고 복잡한 데이터를 머리카락보다 1만 배 이상 얇은 3차원 메모리 소자에 저장·처리할 수 있는 기술을 국내 연구진이 개발했다.

한국연구재단은 포항공과대학교 이장식 교수 연구팀이 강유전체 물질을 활용해 정보의 저장, 처리 및 연산이 모두 가능한 차세대 3차원 구조의 고집적 메모리 어레이를 개발했다고 21일 밝혔다. 강유전체는 외부 전기장 없이도 전기적 분극을 갖는 물질로 차세대 고성능 메모리 소자 기술로 주목받고 있다.

이장식 교수 연구팀은 산화 하프늄 기반 강유전체 물질과 산화물 반도체 채널 층을 활용해 고성능 강유전체 메모리 소자를 개발했다. 산화 하프늄은 강유전체의 성질을 유지하면서 박막을 더 얇게 만들 수 있는 화합물 소재다.

이를 수직으로 적층해 복잡한 정보의 처리를 각 층에서 병렬적으로 진행 가능한 3차원 구조의 어레이를 제시했다. 연구팀은 3차원 구조의 강유전체 메모리의 크기를 10㎚ 수준으로 소형화시켜 집적도를 높이는데 성공했다.

이장식 교수는 “이번에 개발한 기술은 비정형의 복잡한 정보 처리가 필요한 인공지능, 무인자동차, 사물인터넷, 메타버스 등 다양한 분야에 활용될 수 있을 것으로 기대된다”고 밝혔다.

과학기술정보통신부와 한국연구재단이 추진하는 중견연구자지원사업의 지원으로 수행된 이번 연구의 성과는 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications)’에 2월 1일 게재됐다.

참고자료

Nature Communications, DOI : https://doi.org/10.1038/s41467-023-36270-0

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