KAIST, 유연성·성능 두 마리 토끼 잡은 유연 플래시메모리 개발

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KAIST(총장 신성철)가 유기물 고분자와 새로운 절연막 증착 방법을 활용, 유연하면서 성능이 우수한 플래시 메모리를 개발했다.

KAIST는 유승협 전기 및 전자공학부 교수와 임성갑 생명화학공학과 교수팀이 새로운 고분자 절연막을 적용한 고성능 유연 플래시메모리를 개발했다고 25일 밝혔다.

KAIST가 개롭게 개발한 절연막 기술로 제작한 종이 플래시 메모리
<KAIST가 개롭게 개발한 절연막 기술로 제작한 종이 플래시 메모리>

플래시 메모리는 전기를 이용해 데이터를 쓰고 지우는 메모리다. 최근 유연한 웨어러블 기기가 각광 받으면서 유연성 확보가 주요 과제로 떠올랐지만 절연막의 유연성과 절연성을 동시에 구현하기 어려웠다.

절연막은 전하의 흐름을 제어하는 역할을 한다. 채널의 활성화·비활성화를 제어하는 일종의 '문'이다. 보통 무기물 고분자 기반의 절연막이 쓰이지만 일정 수준의 성능을 내기 위해서는 100볼트(V)가 넘는 전압이 필요하다. 저전압 구동 시 절연 성능이 떨어져 정보 유지 기간이 한 달을 넘지 못한다. 두께를 얇게 해도 성능이 떨어진다. 이 때문에 소형 기기에 필수인 초박형·저전력 기기 구현이 어렵다. 유연성도 떨어져서 휘거나 접힐 때 성능이 급감한다.

연구팀은 유기물 기반의 고분자를 사용하고, 여기에 '개시제를 이용한 화학 기상 증착법'을 적용했다. 반응을 일으키는 개시제와 고분자를 기화·활성화시켜서 고분자 필름을 합성하는 방법이다. 기존의 용액 반응보다 순도 높은 고분자를 만들 수 있다.

연구팀은 이 방법으로 유연하면서도 성능이 우수한 고분자 절연막을 만들었다고 설명했다. 이 절연막을 적용하면 10V 이하 전압으로 10년 이상 데이터를 유지할 수 있다.

연구에 참여한 문한얼 박사(왼쪽), 유승협 교수(오른쪽)
<연구에 참여한 문한얼 박사(왼쪽), 유승협 교수(오른쪽)>

2.8%의 기계 변형률(소자가 휘거나 접힐 때 나타나는 변형 정도)에서도 성능 유지가 가능하다. 무기물 절연층 기반 플래시 메모리는 1%의 기계 변형률에만 성능을 유지한다.

연구팀은 6마이크로미터(㎛) 두께의 플라스틱 필름을 제작, 실제로 접을 수 있는 메모리를 시연했다. 인쇄용 종이 위에서의 플래시 메모리 구현에도 성공, 디스포저블 기기 구현 가능성도 보였다.

유승협 교수는 “그동안 유연 플래시 메모리는 소자 구성 요소 요건이 까다로워서 발전이 더뎠다”면서 “이번 연구로 고성능 플래시 메모리 구현의 가능성이 확인됐다”고 의미를 부여했다.

대전=김영준기자 kyj85@etnews.com