이영희·유우종 교수 공동연구팀 성과

‘꿈의 신소재’ 그래핀을 활용해 사람 뇌 신경세포(시냅스)의 정보처리 방식을 흉내낸 차세대 메모리 소자를 국내 연구진이 개발했다.

기초과학연구원(IBS) 나노구조물리 연구단 이영희(성균관대 물리학과 교수) 단장과 유우종 성균관대 전자전기공학부 교수 공동연구팀은 그래핀 같은 2차원 나노소재들로 시냅스를 모방한 터널링 메모리(TRAM) 반도체 소자를 만들고 기초과학 분야 국제학술지인 ‘네이처 커뮤니케이션스’ 2일자에 발표했다.

기존의 메모리 소자는 전극이 3개여서 신호 전달과 저장 처리 과정에 시간이 걸린다. 동시에 여러 가지의 계산을 하기도 쉽지 않다. 연구팀은 시냅스는 2개의 돌기로 신호를 주고받으면서 정보를 저장하기 때문에 적은 에너지로도 고도의 사고를 빠르게 처리할 수 있다는 데 착안했다.

연구팀은 기존 메모리 소자의 전극 3개 중 저장전극을 없애고 두 개 전극만으로 신호를 수신·저장하도록 트램 반도체 소자를 만들었다. 또 그래핀을 소재로 활용해 구리보다 100배 이상 전기가 잘 통하고 반도체 주재료인 실리콘보다 100배 이상 전자이동성이 빠르며 신축성도 뛰어나다. 연구팀은 웨어러블 기기에 적용하면 기술적 진보를 가져올 뿐만 아니라 인간의 뇌를 그대로 모방한 뉴로모픽 컴퓨터, 일명 인공지능 컴퓨터 개발에도 도움을 줄 것으로 전망했다.

이번에 개발한 트램 구조는 현재 사용되고 있는 실리콘 메모리에도 바로 적용 가능하다고 연구팀은 설명했다. 그러나 전문가들은 소자의 구조 변화는 반도체 공정의 변환이 필요하기 때문에 당장 상용화하는 것은 쉽지 않을 것이라고 내다봤다.

유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr