한국표준과학硏, 이우 박사팀
　차세대 테라비트급 F램 신기술 개발
 
　국내 연구진이 차세대 기억장치의 소형화에 기여할 수 있는 획기적인 연구성과 두 가지를 나노분야의 권위있는 국제학술지 `네이처 나노테크놀러지’에 동시에 발표했다.
　15일자 `네이처 나노테크놀러지’ 온라인판에는 차세대 나노 전자소자의 집적도를 1만배 이상 높일 수 있는 가능성을 연 포항공대 화학과 김광수(58) 교수팀의 논문과 강유전체 물질 나노점을 기판 위에 정렬해 초고밀도 F램을 구현한 한국표준과학연구원 이우(37) 박사팀의 논문이 공개됐다.
　포항공대 김 교수와 박사과정 김우연(29)씨는 미래 대용량 기억장치의 소형화 문제를 해결해줄 것으로 기대를 모으고 있는 나노전자소자의 자기저항 효율을 현재보다 1만배 이상 증대시키는 기술을 개발했다고 밝혔다.
　이들은 탄소 원자가 벌집처럼 육각형을 이루며 평면으로 연결돼 있는 단일층 그래핀 나노리본을 이용해 현재 최고 수백% 수준인 자기저항 효율을 수백만%로 높인, 슈퍼자기저항(SMR)을 가진 새로운 스핀밸브 소자를 제시했다.
　소자의 자기저항 효율이 커지면 기억장치가 기억소자에 저장된 정보를 쉽게 인식할 수 있어 그만큼 기억소자의 집적도를 높일 수 있으며 장치의 대용량화와 소형화도 가능해진다.
　김 교수는 “슈퍼자기저항을 가진 스핀밸브 소자 개발은 기존 기술의 장벽을 넘어 미래지향적인 정보 저장장치와 전자소자 개발 등에 큰 발전을 가져올 것”이라며 “이를 통해 향후 컴퓨터 하드디스크 등 기억장치의 대용량화, 소형화에도 크게 기여할 것”고 말했다.
　표준연 이우 박사팀은 강유전체 물질인 납-지르코늄-티타늄 복합산화물(PZT) 나노점을 대면적 기판 위에 정렬해 초고밀도 F램을 구현하는 데 성공했다.
　이 연구는 이 박사가 올 2월 표준연으로 자리를 옮기기 전 독일 막스플랑크연구소 재직시 포항공대 신소재공학과 백성기 교수팀과 함께 수행한 것이다.
　F램은 전하를 저장하는 커패시터(capacitor)로 강유전체를 사용해 전원이 꺼져도 데이터를 보관할 수 있고 전력 소모를 획기적으로 줄일 수 있을 뿐 아니라 동전만한 크기에 CD 1500장 이상의 정보를 저장할 수 있어 차세대 비휘발성 메모리로 기대를 모으고 있다.
　그러나 이 메모리 반도체는 데이터 저장밀도를 높이는 데 기술적인 어려움이 있어 상대적으로 낮은 용량의 메모리를 요구하는 휴대형 PC나 이동통신 단말기 등에 주로 이용돼 왔다.
　이 박사팀은 이 연구에서 나노미터(㎚. 1㎚는 10억분의1ｍ) 크기의 구멍이 벌집모양으로 배열된 다공성 산화알루미늄을 틀로 사용해 PZT 나노점을 성장시켜 `백금-PZT-백금’ 층상구조의 나노 커패시터를 처음으로 구현했다.
　이 연구결과는 지금까지 고저장밀도 F램 개발에서 선행돼야 할 과제로 지적돼 온 커패시터의 소형화를 해결한 핵심기술로 평가받고 있다.
　연구진은 “앞으로 후속연구를 통해 고저장밀도의 F램이 상용화되면 전원 버튼을 누른 뒤 부팅 시간이 없이 바로 사용할 수 있는 컴퓨터의 개발도 앞당겨질 수 있을 것으로 기대된다”고 밝혔다. 　/남현정기자 nhj@hidomin.com