이태우 포스텍(POSTECH) 신소재공학과 교수와 웬타오쑤 연구교수, 이영준 박사과정이 나노와이어(nanowire:나노선) 정렬 프린팅 공정을 이용해 고집적 메모리소자인 멤리스터(memristor)어레이를 제작하는데 성공했다.
이 기술은 공정 속도가 빠르고 생산비용이 저렴할 뿐 아니라, 눈에 보이지 않는 미세한 나노선을 이용해 투명 전자소자나 웨어러블 기기 소자의 상용화에 도움을 줄 것으로 기대된다.
나노선은 원하는 방향과 위치에 맞게 조절하는 것이 어려워 대면적과 고집적도를 가진 전자소자로 구현하기 힘들다는 단점이 있다.
연구팀은 전기장을 이용, 금속 나노선을 기판 위에 직접 정렬시키는 기술을 메모리 소자 어레이 제작에 응용했다. 금속나노선을 이용해 3층의 금속-산화물-금속 커패시터 구조를 만드는 빠르고 간단한 공정으로 고집적 메모리 어레이를 구현하는데 성공했다.
나노구조체의 패턴형태나 간격을 자유롭게 조절할 수 있어 소자의 특성이나 집적도도 쉽게 제어할 수 있다. 이 방식으로 초정밀 나노 프린터를 만들게 되면 아주 작은 크기의 메모리 소자 제작도 가능해진다. 전문가들이 곧 한계에 다다를 것으로 예상하는 ‘무어의 법칙’도 이어갈 수 있을 것으로 기대된다.
이번 기술은 곡선형태 나노구조체를 제작해 신축성과 유연성을 가진 멤리스터 소작 제작도 가능해 섬유나 웨어러블 형태의 메모리 어레이 제작도 가능해진다.
이태우 교수는 “기존 멤리스터 제조 방법에 비해 시간과 비용이 크게 줄어들었을 뿐 아니라 공법도 간단해져 프린팅 기술을 이용한 고집적 메모리 소자의 응용성을 높일 수 있을 것”이라고 말했다. 그는 또 “특히 입는 컴퓨터, 섬유 전자소자, 플렉서블 전자소자 등을 위한 원천기술로 응용될 수 있다”고 말했다.
연구결과는 최근 재료과학 분야 세계적 권위지인 ‘어드밴스드 머터리얼스(Advanced Materials)’지 인사이드 커버 논문으로 게재됐다. 이번 연구는 미래창조과학부가 추진하는 미래유망융합기술파이오니어사업(뉴로모픽 반도체 소자응용 기술 연구단)과 글로벌프론티어 사업(나노기반 소프트일렉트로닉스 연구단)의 지원으로 수행됐다.
포항=정재훈기자 jhoon@etnews.com
