[서울=뉴시스]전수현 인턴 기자 = 서울시립대는 공학연구원 반도체연구센터의 김윤, 박동욱 교수 공동연구팀이 그래핀 확산 장벽을 도입한 유연 유기물 기반 저항변화 메모리(RRAM) 소자를 개발해 차세대 유연 신경모방 시스템 구현을 위한 고신뢰성 메모리 기술을 확보했다고 17일 밝혔다.

연구팀은 유연 양이온 기반 RRAM 소자에서 전도성 필라멘트의 과성장으로 인한 신뢰성 저하 문제를 해결하기 위해, 저항 스위칭 층(Parylene-C)과 비활성 전극(Pt) 사이에 그래핀 확산 장벽을 도입했다.

이를 통해 금속 이온의 과도한 확산을 효과적으로 억제해 기존 유기물 기반 소자 대비 약 9배 향상된 내구성을 확보했으며 10000회 이상의 구동 후에도 안정적인 저항 상태를 유지하는 성능을 확인했다.

연구팀은 RRAM 소자를 배열 단위로 집적할 수 있는 크로스바 어레이 구조로 구현했다.

또한 손글씨 숫자 데이터 베이스(Modified National Institute of Standards and Technology(MNIST)를 활용한 인공신경망 시뮬레이션을 통해 해당 소자가 뉴로모픽 컴퓨팅 응용에 적합함을 입증했다.

공동연구팀은 "이번 연구에서는 유연 유기물 기반 메모리 소자의 신뢰성 문제를 개선하기 위해 저항 스위칭 층과 불활성 전극 사이에 그래핀 장벽층을 도입하는 방식을 새롭게 적용했다"고 설명했다.

한편 이번 연구는 ▲과학기술정보통신부가 지원하는 정보통신기획평가원(IITP)의 대학ICT연구센터사업 ▲한국연구재단(NRF)의 시스템반도체 융합전문인력 육성사업 및 글로벌기초연구실지원사업 ▲산업통상자원부가 지원하는 한국산업기술진흥원(KIAT)의 산업혁신인재성장지원사업 등을 비롯해 서울시립대 반도체연구센터의 연구 인프라를 바탕으로 수행됐다.


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