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이효영 교수(가장 오른쪽), 서소현 박사(제1저자, 가운데), 민미숙 박사과정생(제2저자, 가장 왼쪽) 등이 실험결과를 분석하고 있다.
[산업일보]
전도성이 뛰어나면서도 용액공정이 가능한 환원산화그래핀 얇은 막을 활용한 비휘발성 분자 메모리 소자가 국내 연구진에 의해 개발됐다.
이효영 교수(47세, 성균관대)가 주도한 이번 연구는 교육과학기술부(장관 이주호)와 한국연구재단(이사장 오세정)이 추진하는 리더연구자지원사업(창의적 연구)의 지원을 받아 수행되었고, 연구결과는 화학 분야의 권위 있는 학술지인 독일의 ‘앙게반테 케미(Angewandte Chemie International Edition)’지 온라인 속보(11월 16일)에 게재됐다.
이 교수팀이 개발한 소자는 용액공정이 가능한 환원산화그래핀 전극막을 활용하여 불과 5나노미터 이하 두께의 단분자막을 기반으로 한 소자로서 거의 100%의 수득률을 나타내면서도, 메모리 소자 이외에 여러 가지 기능성을 갖는 분자막 소자(다이오드, 전도성 분자와이어 등)에도 다양하게 적용할 수 있다.
외부 환경에 안정적이면서 전도성이 뛰어난 그래핀을 이용한 메모리 소자는 향후 무기반도체기술의 뒤를 이을 차세대 메모리 소자로서, 단위 면적당 초고밀도 집적이 가능하고 다양한 물질(유기 화합물, 고분자, 금속)을 이용해 응용할 수 있어, 최근 전 세계 연구자들이 그래핀을 이용한 다양한 메모리 소자를 개발하기 위해 노력해왔다.
연구팀이 개발한 소자는 환원산화그래핀 층이 상부전극금속 나노입자가 단분자막으로 침투하려는 것을 막아, 금속전극만 사용할 경우 10%미만이었던 소자의 수득률을 월등히 향상시켰다.
또한 환원산화그래핀 층이 화학적으로 안정하며 투명하고 전기전도성도 높기 때문에 다양한 기능성 분자 소자(광센서, 바이오센서)를 쉽게 제작할 수 있는 특징이 있다.
이효영 교수는 “현재 메모리 시장을 주도하는 우리나라가 차세대 메모리 분야에서 지속적으로 우위를 선점하기 위해서는 다양한 형태의 차세대 비휘발성 메모리 소자개발이 중요하다”고 역설하고, “이번 연구는 환원산화그래핀 용액을 이용하여 제작하기도 쉽고 수득률도 높아, 자유자재로 휘어지는 모니터, 컴퓨터 및 태양전지 등에도 응용될 수 있을 것으로 기대한다”고 연구의의를 밝혔다.
