seoul korea: 입고 걷고 다닐 수 있는 신소재 컴퓨터 개발

'휘고 접는' 유기 메모리 소자 개발 / 이장식 교수 “시계 같은 휴대전화 눈앞에”,
다층박막 비휘발성메모리소자 제조 신공정 개발 (국민대 연구진 '네이처 나노테크놀로지' 발표)

<사진설명> 다층박막구조의 비휘발성메모리 소자.
실리콘기판 위에 고분자물질(빨간색과 파란색)과 금속 나노입자(노란색 구슬)가

번갈아 층상으로 쌓여있는 모습.

미래기술은 대체적으로 아래와 같은 분야로 나노기술(NT), 정보통신기술(IT), 에너지 환경기술(ET), 우주항공기술(ST), 바이오 기술(BT), 사이버 기술(CT) 등을 들 수 있다.

. 나노 기술 (NT) :

나노 물질의 특성 평가 및 우너자 단위 물질 배치 제어 기술, 나노 블록, 나노 금속, 나노 로봇
. 정보통신 기술 (IT) :

신 소재 메모리(FRAM, MRAM)와 유기 EL 등의 신소재 디스플레이 발광소재, 무선통신, 메모리, 광 컴퓨터
. 에너지 환경 기술 (ET) :

기존 재료들이 환경 친화적 재로로의 대체, 연료전지, 초전도, 센서, 환경오염 방지기술, 재료 리싸이클링
. 우주항공 기술 (ST) :

극한 상황에서 제 기능과 특성을 유지시켜 주는 신소재 개발, 슈퍼 스틸, 항공 우주 재료 공학
. 바이오 기술 (BT) :

치료 목적의 인체 삽입 소재, 무기 생체재료, 바이오 칩
. 사이버 기술 (CT) :

컴퓨터 기술과 재료공학의 결합으로 가상 공장 속에서 연구, 사이버 스페이스, 시뮬레이션

자유자재로 휘고 접을 수 있는 유기 메모리 소자가 국내 연구진에 의해 개발됐다.

휴대전화나 디지털카메라 등에 사용되는 플래시 메모리의 저장능력을 획기적으로 증가시킬 수 있는 새로운 기술을 국내 연구진이 개발에 성공한 것이다.

이번 연구 결과는 향후 마음대로 휘고 구부릴 수 있는 차세대 전자제품을 개발할 가능성을 열었다는 평가다.

나아가 시계처럼 손목에 차는 휴대전화, 티셔츠처럼 입고 다닐 수 있는 컴퓨터, 두루마리 형태의 전자책이나 디스플레이 등 신개념 차세대 전자제품의 개발 가능성을 제시했다.

국민대 자기조립소재공정연구센터 조진한, 이장식, 신현정, 이재갑 교수팀은 “기존 단일층 구조의 메모리 저장층 대신 다층 구조의 저장층을 삽입해 플래시메모리 소자를 만드는 데 처음으로 성공했다”고 2일 밝혔다.

이 연구결과는 나노과학 분야 최고의 권위지인 ‘네이처 나노테크놀로지’ 3일자에 실렸다.

조 교수는 “이 방법이 상용화되면 기존 메모리보다 저장능력을 수십 배 증가시킬 수 있고, 비싼 진공장비 없이 수용액 상태에서 쉽게 제조할 수 있을 것”이라고 주장했다.

연구팀이 만든 메모리 저장층은 6∼16nm(나노미터·1nm는 10억분의 1m) 크기의 금이나 백금, 팔라듐 같은 금속층과 고분자물질층이 서로 반대 전하를 띠고 번갈아 가며 쌓여 있는 구조.

금속 입자의 크기와 층수에 따라 구동에 필요한 전압이나 메모리 저장능력을 원하는 대로 조절할 수 있다.

25일 교육과학기술부에 따르면 국민대 신소재 공학부 이장식 교수팀은 얇은 플라스틱 기판에 유기메모리소자를 제작해 쉽게 휘고 접을 수 있는 메모리 소자 구현에 성공했다.

특히 이 소자는 유기메모리소자의 최대 단점인 장시간 사용에 따른 정보 저장능력 저하와 반복된 동작으로 생기는 기능 저하라는 한계를 극복했다는 점이 특징이다.

일반적인 반도체 소자는 실리콘 등 딱딱한 재질의 기판으로 제작되는데, 이 교수팀은 얇고 유연한(flexible) 플라스틱 기판 위에 유기 트랜지스터를 기반으로 비휘발성 메모리 소자를 구현했다.

무엇보다 연구진은 전원 없이 단시간 내 쉽게 정보를 소실하는 유기 메모리 소자의 한계를 극복하기 위해 정보저장 층에 전하를 저장하는 특성이 뛰어난 ’금 나노입자’를 사용해 최장 1년간 정보를 안전하게 저장할 수 있도록 개선했다.

또한 1천회 이상 반복적으로 휘거나 구부리더라도 저장된 정보가 소실되지 않는다는 점을 실험으로 검증했다.

이에 대해 이 교수는 “마음대로 구부리는 비휘발성 유기메모리소자 개발로, 10년 이내에 자유자재로 접거나 형태를 변형할 수 있는 휴대전화와 전자책을 개발할 수 있는 토대를 마련했다”고 연구 의의를 밝혔다.

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. 국민대학교 신소재 공학부
http://mse.kookmin.ac.kr/

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