F램의 집적도와 정보저장 안정성을 크게 높일 수있는 기술이 국내 연구진에 의해 개발됐다. 포항공대 신소재공학과 장현명(張鉉明.49) 교수 연구팀은 비스무스(Bi)-네오디뮴(Nd)-티타늄(Ti) 계열의 신물질을 이용해 신호전달 성능과 읽고 쓰기 능력이 훨씬높아진 F램용 박막소자를 개발했다고 14일 밝혔다. 장 교수 연구팀이 개발한 박막소자는 수백만번 이상 읽고 쓰기 동작을 수행한후 급격하게 정보가 손실되는 `전기적 피로현상'이나 소재의 신호전달 성능인 자발분극(自發分極)이 미흡한 기존 소재의 단점을 개선해 차세대 기억장치 반도체로 꼽히는 F램의 실용화를 앞당길 전망이다. F램은 높은 주파수의 교류 전기장에 의해 유도되는 전기 쌍극자의 방향성을 이용해 정보를 저장하는 기억소자로 전기 쌍극자 방향이 양으로 만들면 `1', 음이면 `0'이 각각 저장된다. F램은 읽고 쓰기 속도가 빠르고 한번 입력한 정보를 반 영구적으로 저장할 수 있으며 소비전력이 적은데다 기존 반도체와 유사한 공정에서 만들수 있어 세계 각국에서 실용화를 위한 노력을 해 왔다. 지금까지 F램 메모리 소자는 PZT(납-지르코늄-티타늄 산화물)와 SBT(스트론츔-비스무스-티타늄 산화물)라는 두 종류의 물질을 이용해 주로 개발돼 왔으나 전자는 전기적 피로현상이, 후자는 700℃ 정도의 높은 온도에서만 제작이 가능하다는 단점을 각각 지니고 있었다. 이같은 문제점을 해결하기 위해 장 교수는 포항산업과학연구원 전웅 박사와 함께 네오디뮴 희토류 이온을 층상 구조의 비스무스-티타늄 산화물 가운데 비스무스 원자와 적절히 치환함으로써 박막의 성장방향에 따라 거대 자발분극을 유도하는데성공했다. 또 포항가속기연구소의 김민규 박사와 공동으로 X-선 흡수 분광법 등을 이용해 거대 자발분극을 일으키는 원자의 위치를 규명했을뿐만 아니라 양자역학적 계산에의해 이를 이론적으로 확인하는 기초학문적 성과도 이룩했다. 장 교수는 "이번 연구성과를 발전시키면 현재 D램 분야에서 세계 최고 수준인 우리나라가 F램 분야에서도 주도권을 갖게 될 것"이라고 말했다. 이번 연구결과는 권위있는 물리학 학술지 `피지컬 리뷰 레터스'(Physical Review Letters) 8월호에 실릴 예정이다. (서울=연합뉴스) 김세진기자 smile@yna.co.kr

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