충남대–GIST, 야누스 나노소재 기반 초박막 비휘발성 메모리 개발

(대전=뉴스1) 박찬수 기자 = 충남대학교 신소재공학과 최민섭 교수 연구팀과 광주과학기술원(GIST) 신소재공학과 김현호 교수 연구팀이 2차원 야누스(Janus) 전이금속칼코겐화합물(TMD)의 고유한 내부 분극(internal polarization)을 활용해 기존 대칭형 TMD 소재보다 우수한 전기적 특성을 갖는 초박막 비휘발성 메모리 소자를 개발했다.

11일 충남대에 따르면 이번 연구 성과는 나노 소재 분야 최우수 학술지인 ‘Nano-Micro Letters’(IF: 36.3, JCR 상위 1% 이내)에 1월 26일 게재됐다.

야누스 구조는 상·하부면의 비대칭적인 금속–칼코겐 결합으로 인해 자발적인 전기분극이 형성되며, 이로부터 내부 전기장이 유도되는 특징을 갖고 있다. 연구팀은 이러한 내부 분극이 전하 주입과 포획 과정에서 핵심적인 역할을 수행함으로써 기존 대칭형 TMD 기반 소자 대비 더 넓은 메모리 윈도우와 향상된 데이터 유지 특성을 구현할 수 있음을 실험적으로 입증했다.

최민섭 교수는 “이번 연구는 물질의 내재적 분극 설계만으로 메모리와 뉴로모픽 기능을 동시에 향상시킬 수 있음을 실증함으로써, 차세대 2차원 기반 인공지능 반도체 소자 개발의 중요한 전환점을 제시한 점에서 의미가 있다”고 전했다.

한편, 이번 연구는 미래유망원천기술개발사업, 세종과학펠로우십, 중점연구소 지원사업, 민관공동투자 반도체 고급인력 양성사업, 나노·소재기술개발(R&D), 소재·부품 개발(R&D) 패키지형 사업 등 한국연구재단과 한국산업기술기획평가원의 지원을 받아 수행됐다.

pcs4200@news1.kr