연세대 심우영 교수팀 개발 신개념 반도체 소자 '멤트랜지스터', 네이처 머티리얼스 '이달의 연구 브리핑'에 선정

연세대학교는 신소재공학과 심우영 교수 연구팀이 개발한 차세대 반도체 소자 '멤트랜지스터(Memtransistor)' 기술이 세계적 권위를 자랑하는 과학저널인 네이처 머티리얼스의 '이달의 연구 브리핑'에 선정됐다고 14일 밝혔다.

이달의 연구 브리핑은 해당 달에 출판된 논문 중 에디터들이 특별히 주목한 연구를 소개하는 것으로, 연구의 학문적 가치와 혁신성을 재확인해 준 셈이다.

이번 연구는 기존 실리콘 기술과 호환되면서도 정보 처리와 저장을 동시에 수행할 수 있고, 저전력으로 구동되는 신개념 반도체 소자인 멤트랜지스터를 개발한 것이다. 멤트랜지스터는 멤리스터(메모리와 저항의 합성어)와 트랜지스터(Transistor)의 합성어로, 양이온이 포함된 새로운 III-V족 반도체 물질을 기반으로 한다. 이 소자는 전류의 흐름을 기억해 다양한 저항 상태를 구현할 수 있으며, 뇌 신경망처럼 정보를 저장하는 특징을 가진다. 또한 저전력으로 복잡한 정보를 효율적으로 처리할 수 있어 신경모사 컴퓨팅 기술에서 핵심 부품으로 주목받고 있다.

연구팀은 노벨상을 받은 미국 물리화학자 폴링(Pauling)의 이온 결정 규칙을 재검토해 1335개의 후보 물질 중 44개의 III-V족 반도체를 선별했고, 그중에서 10개의 신물질을 합성하는 데 성공했다. 이 물질은 층상 구조를 가져 이온 이동에 유리한 경로를 제공함으로써 기존보다 더 효율적이며 저전력으로 동작하는 멤리스터 기능을 구현했다.

네이처 머티리얼스는 이번 연구에 대해 "새로운 특성을 가진 III-V족 화합물은 반도체 산업에 매우 환영받을 만하다"며 "이번 연구에서는 양이온이 움직일 수 있는 새로운 III-V족 반도체를 발견했고, 이는 우수한 멤리스터 성능을 보여줘 멤트랜지스터에 적합할 가능성이 있다"고 평가했다.

심 교수는 "이번 연구는 저전력 메모리 소자와 인메모리 컴퓨팅 기술 개발에 중요한 기초를 제공할 것"이라며 "특히 이 기술은 기존 실리콘 기술과의 호환성이 뛰어나 실제 산업에 적용될 가능성이 크다. 앞으로 실리콘 기반의 멤트랜지스터 개발을 목표로 연구를 지속하겠다"고 말했다.