동국대 김성준·최민재 교수팀, 양자점 기반 저항변화 메모리소자 개발

동국대학교는 전자전기공학과 김성준 교수와 화공생물공학과 최민재 교수의 공동 연구팀이 뉴로모픽 시스템에 응용할 수 있는 양자점 기반 저항변화 메모리소자를 개발했다고 2일 밝혔다.

뉴로모픽 시스템은 인간의 신경망인 뉴런과 시냅스의 동작을 모방해 설계한 컴퓨터 시스템이나 하드웨어를 말한다. 이 시스템은 비정형화된 복잡한 데이터를 기존의 폰노이만구조 컴퓨팅 시스템보다 적은 에너지로 병렬 처리하는 것으로 알려져 있다.

양자점은 수 나노미터(㎚, 10억분의 1m) 크기의 반도체 결정으로, 우수한 광학적 특성과 간단한 제조 공정으로 디스플레이, 광센서, 바이오이미징 등 다양한 분야에서 주목받는 차세대 반도체 소재다.

김 교수는 "메모리 특성 개선을 위해 얇은 High-K(고유전율) 물질을 추가하고 정교한 컨덕턴스 조절 알고리즘을 적용하면서 전력 소모량과 산포를 개선했다"고 부연했다. 이어 "양자점 소재가 빛에 반응하는 성질을 이용하면 추가로 동작 전압을 낮출 수 있다는 사실을 실험으로 검증했다"고 덧붙였다.

이번 연구 논문은 화학·재료분야 국제학술지 '머티리얼스 호라이즌'에 온라인 게재됐다. 전자전기공학과 김경표·소효진 석사, 화공생물공학과 유도현 석사가 연구에 참여했다.

이번 연구는 한국연구재단 중견연구 '축적컴퓨팅 구현을 위한 리텐션 조절 가능한 하프늄 기반 강유전체 소자 기술 및 수직적층 집적공정 개발'과 한국연구재단 나노·소재기술개발사업의 지원을 받아 수행됐다.