포스텍 노준석 연구팀, 질소 도핑 통해 저항률 100배 증가
포스텍 기계공학과·화학공학과 노준석 교수, 박사후연구원 닐루파 래이즈 호쎄니 씨, 황현상 교수팀은 질소를 도핑한 GST(게르마늄(Ge), 안티모니(Sb), 텔루늄(Te)이 결합된 화합물 물질)를 이용해 저항률이 100배 증가해 성능이 크게 향상된 CB램 소자를 개발했다. 이 연구는 재료 분야 국제 학술지인 어드밴스 전자 재료(Advanced Electronics Materials)지 표지논문으로 선정됐다.
연구팀은 CB램의 구조 속에서 절연체를 활용해 저항성을 높일 방법을 찾았다. CB램은 금속-절연체-금속의 구조를 가지는데 지금까진 GST를 절연체로 사용해왔다. 연구팀은 얇은 GST 필름에 질소를 도핑하는 방법을 도입했다. 질소를 도핑하게 되면 결정질의 입자 성장을 조절할 수 있게 돼 저항성을 증가시킬 수 있게 된다. 실험 결과 동작 전압, 온·오프비율이 높은 전류 가운데 안정적인 값으로 나왔고, 또 고온인 85도에서도 일정한 성능을 보임을 검증했다.
연구를 주도한 노준석 교수는 “기존 GST 필름에 질소를 도핑하는 간단한 방법을 통해 CB램 소자를 개발했다”라며 “스마트폰, 의료기기 등 작고 성능 좋은 메모리가 필요한 분야에 바로 적용 가능하며 기존 소자를 대체할 연구가 될 것”이라며 기대감을 밝혔다.
한편 이번 연구는 전략과제, X-프로젝트, 선도연구센터 (ERC) 광기계기술센터, 글로벌프론티어사업 파동에너지극한제어연구단, KRF 펠로우십 등의 지원으로 수행됐다.