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[IT뉴스]KAIST, 차세대 메모리 전류 흐름 원리 규명…안정성 높일 설계 기술 기대

온카뱅크관리자

2026-11-14 06:07:25

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        <div class="article_view" data-translation-body="true" data-tiara-layer="article_body" data-tiara-action-name="본문이미지확대_클릭"> 
         <section dmcf-sid="8LZqaBPKhe">
          <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="cbaf4985ec3aa5bcca1d61c9fa69eccb4babd3428425b3180e28462e9f12f1ca" dmcf-pid="6o5BNbQ9TR" dmcf-ptype="figure">
           <p class="link_figure"><img alt="사진 제공=KAIST" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202611/14/seouleconomy/20261114060338101olda.png" data-org-width="1200" dmcf-mid="40LrpmyOhd" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img4.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202611/14/seouleconomy/20261114060338101olda.png" width="658"></p>
           <figcaption class="txt_caption default_figure">
            사진 제공=KAIST
           </figcaption>
          </figure>
          <p contents-hash="1bf5954c10982505a8eaaaff41cf99dd30447969ad2efaaaa1ca7325ebdc2214" dmcf-pid="Pg1bjKx2yM" dmcf-ptype="general">차세대 메모리 내부에서 전류가 흐르는 통로가 형성되는 원리가 밝혀졌다. 메모리에 전기를 공급하는 전극 표면의 미세한 돌기가 전류 통로의 형성 위치와 방향을 결정하는 데 영향을 미친다는 사실이 확인되면서 정보 저장의 안정성을 높이는 메모리 설계에 활용될 것으로 기대된다.</p>
          <p contents-hash="fff48ad0fc2362d4618a76563826f1d31a2a264ca9acb2d94a3e2210313c06a8" dmcf-pid="QA0VEfd8hx" dmcf-ptype="general">한국과학기술원(KAIST)은 홍승범·박상희 신소재공학과 교수 공동 연구팀이 저항변화메모리(RRAM) 내부의 전류 통로를 3차원으로 관찰하고 전극 표면의 미세한 구조가 통로 형성에 영향을 미치는 원리를 규명했다고 12일 밝혔다.</p>
          <p contents-hash="0f6ecfc03c0cc485b469013ca95d2d8db235da1f9f693e2e10dbf5f8e1a2d9b8" dmcf-pid="xcpfD4J6hQ" dmcf-ptype="general">저항변화메모리는 전기가 흐르는 통로를 만들거나 끊는 방식으로 정보를 저장하는 차세대 비휘발성 메모리다. 전류가 잘 흐르는 상태와 흐르지 않는 상태를 각각 디지털 정보인 0과 1로 구분한다. 전원이 꺼져도 정보를 유지할 수 있고 구조가 단순해 차세대 저장장치뿐 아니라 사람의 뇌처럼 정보를 처리하는 인공지능(AI) 반도체에도 활용할 수 있을 것으로 주목받고 있다.</p>
          <p contents-hash="e9f77b8e42bcb52f3e12869c0501e3efeab573ded3e24fe83531081dada503b1" dmcf-pid="yujCqhXSyP" dmcf-ptype="general">다만 메모리 내부에서 전류가 흐르는 통로의 위치와 모양이 일정하지 않다는 점이 기술적 과제로 꼽혀왔다. 전류 통로가 불규칙하게 형성되면 정보를 기록하거나 지우는 데 필요한 전압이 달라져 메모리의 동작 안정성이 떨어질 수 있기 때문이다. 특히 전류 통로가 어떤 방향으로 형성되고 특정 위치에 연결되는지를 결정하는 원리는 충분히 밝혀지지 않았다.</p>
          <p contents-hash="22963fea1d2b324c9cb695308e38ffcd0e8cef9b624b70d9503a0e481264e935" dmcf-pid="W7AhBlZvv6" dmcf-ptype="general">연구팀은 전류 통로의 입체적인 구조를 확인하기 위해 전도성 원자힘현미경을 활용했다. 두께 10나노미터(㎚·10억분의 1m)의 이산화티타늄 층을 약 0.1㎚씩 100차례에 걸쳐 깎아내면서 깊이별 전류 분포를 측정했다. 이후 측정 결과를 쌓아 내부 전류 통로의 3차원 구조를 복원했다.</p>
          <p contents-hash="940a500b24760ec6d7f8f18ab4421d9aa53e90cc32cdfd751a60618d618a7ef0" dmcf-pid="YzclbS5Th8" dmcf-ptype="general">분석 결과 전류 통로는 위쪽 탐침 부근에서는 넓고 아래쪽 전극으로 갈수록 좁아지는 역원뿔 형태를 나타냈다. 특히 통로의 끝부분은 아래쪽 백금 전극의 평평한 부분보다 나노미터 크기로 돌출된 부분에 연결되는 경향을 보였다. 이러한 현상은 서로 다른 위치에 형성한 5개의 전류 통로에서 공통적으로 확인됐다.</p>
          <p contents-hash="2f9a12209b5fe1201fa6005dd4319bfa57652fcdf09b56f62d487097ced49e63" dmcf-pid="GqkSKv1yS4" dmcf-ptype="general">연구팀은 전극 표면의 돌출부에 전기장이 집중되면서 전류 통로의 성장 방향에 영향을 미치는 것으로 분석했다. 컴퓨터 시뮬레이션에서도 위쪽 탐침과 아래쪽 전극의 돌출부 주변에 전기장이 집중되는 현상이 나타났다. 전극 표면의 미세한 구조가 전류 통로의 위치와 형태를 결정하는 중요한 요인으로 작용할 수 있다는 의미다.</p>
          <p contents-hash="f70af5bbea081901691fe5304b690f4c71af3e43dac65148b4a4c07ef38d1deb" dmcf-pid="HBEv9TtWvf" dmcf-ptype="general">이번 연구는 전류 통로의 3차원 구조를 관찰하는 데 그치지 않고 실제 전극 표면의 미세한 구조와 연결해 통로가 형성되는 원리를 설명했다는 점에서 의미가 있다. 향후 전극 표면의 돌기 형태와 위치를 정밀하게 제어하면 전류 통로가 일정한 위치에 형성되도록 유도해 메모리의 동작 안정성을 높일 수 있을 것으로 기대된다.</p>
          <p contents-hash="62cdb36abdafbbea38e29d99a67dbe38a3a5761bf62a8d8c597221f65a35818f" dmcf-pid="XbDT2yFYlV" dmcf-ptype="general">홍 교수는 “이번 연구는 전도성 필라멘트의 3차원 형상을 단순히 관찰하는 것을 넘어 그 모양과 끝 위치를 실제 전극의 나노 구조와 연결해 이해했다는 데 의미가 있다”며 “전극 표면 구조까지 하나의 설계 변수로 고려한다면 보다 안정적으로 작동하는 차세대 저항변화메모리를 개발하는 데 중요한 기반이 될 것”이라고 말했다.</p>
          <p contents-hash="e9293ee4868921ed0f31c1f9c7193ce9b5dfc830370c6dfc0e1b69fade18432c" dmcf-pid="ZKwyVW3Gh2" dmcf-ptype="general">이번 연구에는 박건우 KAIST 신소재공학과 석박사통합과정생이 제1저자로 참여했다. 연구 결과는 국제학술지 ‘나노 레터스(Nano Letters)’에 지난 8월 11일 온라인 게재됐다.</p>
          <p contents-hash="8cb0d89c18b3ae51750e52d376b464d73c5d7e99f392d6a13cd706460e6385b0" dmcf-pid="59rWfY0HS9" dmcf-ptype="general">서지혜 기자 wise@sedaily.com</p>
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        </div> 
        <p class="" data-translation="true">Copyright © 서울경제. 무단전재 및 재배포 금지.</p>

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