(서울) 정성호 기자 = 국내 연구진이 차세대 반도체 소재로 주목받는 물질 중 하나인 흑린을 이용해 비휘발성 메모리 소자를 만드는 데 처음으로 성공했다.

한국과학기술연구원(KIST)은 이 연구원의 황도경·최원국 박사 연구팀과 임성일 연세대 물리학과 교수 연구팀이 흑린 원자막과 강유전성 고분자 물질(폴리머·VDF-TrFE)을 반도체 채널 및 유전층으로 사용해 안정적인 비휘발성 메모리 소자를 제작하는 데 성공했다고 3일 밝혔다.

연구진은 또 이를 활용해 n형 반도체(MoS₂·이황화 몰리브덴)와 p형 반도체(흑린)로 구성된 CMOS 구조의 강유전성 인버터 소자를 제작했다.

이렇게 제작된 CMOS 소자는 약 98%의 우수한 메모리 저장 효율을 달성했다고 연구진을 덧붙였다.

CMOS 소자는 컴퓨터의 메모리나 디지털 카메라의 이미지 센서 등에 활용할 수 있다.

2차원 흑린 원자막 소재는 가장 최근에 발견된 새로운 반도체 소재로, 상온에서 수천의 전하 이동도를 갖지만 공기 중 산소 및 수분과 빠르게 반응해 산화·붕괴를 일으키는 문제가 있다.

연구진은 이에 따라 강유전성 고분자 물질을 유전체 및 흑린의 산화를 방지하는 보호층으로 활용해 안정적인 메모리 소자를 구현했다.

연구진은 "흑린을 메모리 등으로 상용화할 수 있다는 가능성을 보여준 최초의 응용사례"라며 "앞으로 흑린을 이용한 실전 응용소자를 제작하는 데 참고가 될 것"이라고 평가했다.

연구 결과는 10월 27일자 'ACS Nano' 온라인판에 실렸다.

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