물에 잘 섞이는 그래핀 활용 고기능성 메모리 소자 개발

국내 연구진이 물에 잘 섞이는 산화 그래핀을 이용해 기능성을 획기적으로 높인 메모리 소자를 개발했다.

교육과학기술부와 한국연구재단은 성균관대 이효영 교수가 환원산화그래핀의 얇은 전극막을 활용해 다양한 기능성을 지닌 비휘발성 분자메모리 소자를 개발하는 데 성공했다고 27일 밝혔다.

환원산화그래핀은 흑연을 산화시켜 만든 그래핀에 환원제를 사용해 산화과정 중 생긴 결함을 메운 것으로, 물과 잘 섞이는 특성이 있다. 물을 이용하면 환원산화그래핀의 분자층을 나노 두께로 쉽게 옮겨 전극으로 활용할 수 있다.

단분자막을 기반으로 한 분자 전자기술의 경우 제작 과정에서 금속 알갱이들이 분자층을 파괴해 '수득률'(화학적 과정을 거쳐 원료물질에서 목적물질을 얻는 비율)이 10% 이하로 떨어지는 단점이 있었다.

연구팀은 이번 연구에서 전극과 분자층 사이, 특히 분자층 위에 형성하는 상부 전극과의 경계면에 뛰어난 전도성 층을 형성하면서 분자층을 보호할 수 있는 환원산화그래핀층을 도입해 이 문제를 해결했다.

그 결과 환원산화그래핀이 10nm(1nm는 10억분의 1m) 수준의 전도성 유기막을 형성해 분자의 기능성을 잃지 않고 100%에 가까운 수득률을 보장할 수 있었다.

이번에 개발된 메모리 소자는 화학적 안정성과 전기 전도성도 뛰어나 다양한 기능성 소자 제작에 활용될 전망이다.

이 교수는 "우리나라가 차세대 메모리 분야에서 지속적으로 우위를 선점하기 위해서는 다양한 형태의 차세대 비휘발성 메모리 소자 개발이 중요하다"며 "환원산화그래핀 용액을 이용할 경우 제작하기 쉽고 수득률도 높아 자유자재로 휘어지는 모니터, 컴퓨터, 태양전지 등에 응용할 수 있을 것"이라고 기대했다.

이 연구결과는 화학 분야의 권위 있는 학술지인 '앙게반테 케미'의 16일자 온라인 속보로 소개됐다.

/[e-mail]허현아기자