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차세대 메모리 ‘ReRAM’ 작동 원리 세계 최초 규명

[더테크 이지영 기자] 차세대 메모리와 뉴로모픽 컴퓨팅 소자로 주목받는 산화물 기반 저항 메모리의 작동 원리가 KAIST 연구진에 의해 밝혀졌다. 빠른 속도와 높은 데이터 보존 능력, 단순한 구조를 갖춘 ReRAM은 기존 메모리를 대체할 차세대 후보로 꼽혀왔으며, 이번 성과는 고성능·고신뢰성 메모리 개발의 핵심 단서를 제공할 것으로 기대된다. KAIST는 신소재공학과 홍승범 교수 연구팀이 박상희 교수 연구팀과 협업해 산화물 기반 메모리의 작동 원리를 세계 최초로 정밀 규명했다고 2일 밝혔다. 연구팀은 여러 종류의 현미경을 결합한 다중모드 주사 탐침 현미경(Multi-modal SPM)을 활용해 △산화물 박막 내부 전자의 흐름 통로 △산소 이온의 움직임 △표면 전위 변화를 동시에 관찰하는 데 성공했다. 이를 통해 메모리에 정보를 기록·소거하는 과정에서 전류 변화와 산소 결함의 상관관계를 규명했다. 특히 연구팀은 이산화티타늄(TiO₂) 박막에 전기 신호를 가해 메모리 기록·소거 과정을 구현하며, 전류 변화가 산소 결함 분포의 변화 때문임을 나노 수준에서 직접 확인했다. 산소 결함이 많아지면 전자의 이동 통로가 넓어져 전류가 잘 흐르고, 결함이 흩어지면 전류가 차

이지영 기자

2025-09-02 08:59

차세대 메모리 반도체 ‘솔리톤 안정화’ 기술 개발

[더테크=조재호 기자] 카이스트와 기초과학연구원, 한양대가 공동 연구를 통해 초고속 초저전력 반도체 기술 구현을 위한 초고속 비휘발성 메모리 소자 기술을 개발했다. 이번 기술은 위상적 솔리톤이라는 구조체를 이용했는데 스핀트로닉스 기술을 한 단계 성장시키는 원동력이 될 것으로 기대된다. 카이스트는 물리학과 김세권 교수 연구팀이 기초연구과학연구원 복잡계 이론물리 연구단(PCS-IBS) 김경민 박사팀, 한양대학교 물리학과 박문집 교수팀과의 공동 연구로 뒤틀림 자성체를 이용해 위상적 솔리톤을 안정화하는 기술을 세계 최초로 개발했다고 20일 밝혔다. 스핀트로닉스는 성장 한계에 다다른 기존 반도체 기술의 근본적인 문제점들을 전자의 양자적 성질인 스핀을 이용해 해결하고자 하는 연구 분야다. 이번에 개발한 솔리톤 안정화 기술에서 솔리톤이란 특정한 구조가 주변과 상호작용을 통해 사라지지 않고 계속 유지되는 현상을 말한다. 따라서 위상적 솔리톤이라는 구조체를 이용해 정보를 저장하고 전송할 수 있는 초고속 비휘발성 메모리 소자 개발이 전 세계에서 경쟁적으로 진행 중이다. 이전까지 차세대 메모리 소자 개발을 위해 연구됐던 위상적 솔리톤으로는 스핀 구조체로 자연계에 존재하는 다양한