半導体時代終り? … 韓国物理学者たち, 新しい ‘多重誘電率’ メモリー技術世界最初開発
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最終修正 2022.09.19 09:59 記事入力 2022.09.19 09:59ニュ−スドッギインスェハギスクラップRSSフォント縮小フォント拡大
UNIST・蔚山大, 0次元空虚と原子間相互作用制御 ‥ ‘誘電体メモリー’ 予告
人間到逹することができる最小空間制御技術, ディジタルメモリー・養子情報素材応用
酸素空席で作られた 0次元空虚周辺のクリスタル(決定) 構造変形を見せてくれる研究絵.
[アジア経済嶺南取材本部金庸愚記者] 韓国物理学者たちが既存 0と 1万使う二進法抵抗変化を活用した半導体メモリーではない全然違った新しい技法のメモリー技術開発に道を出て世界が注目している. エネルギーと空間をたくさん要する半導体ではないいわゆる ‘誘電体メモリー’ 時代を予告したわけだ.
‘がらんと空いている空間’で物質の相互作用を制御する技術で ‘誘電率(permittivity)’を利用して情報を保存する方式が世界最初に開発された.
誘電率は電場の影響を受けて分極が起きた位を意味する物理量だ. がらんと空いている空間を意味する ‘0次元空虚’と ‘物質’ の間の相互作用を制御して誘電率を多重状態に変えた独特のアイディアだ.
蔚山科学技術院(UNIST) 物理学科呉尹碩教授チームは蔚山大学校物理学科ギムテホン教授チームと共同で ‘0次元空虚’と ‘物質’ の間の相互作用が物質の誘電率大きさを変化させることができることを見つけた. またこんな相互作用を制御して誘電率がそれぞれ他の多重状態に制御される新しいメモリー(Memory) 技術を捜し出した.
電気が通じない物質でも電場に残せば物質内部に無秩序に置かれていたゾンギサンググックザが整列する. 誘電率はその反応位がいくら敏感か現わして物質と空間の固有した特性だ.
呉尹碩教授は “誘電率はどんな物質も存在しない真空でも定義することができる物理量”と言いながら “星明かりが真空に近い宇宙空間を旅行して地球まで到逹することができる理由も誘電率に説明される”と説明した.
共同研究チームは新しい強誘電体(Ferroelectrics) 薄膜を開発して ‘0次元空虚’を作った. 強誘電体は外部電場がなしも自ら分極を持つ材料で外部電場によって分極方向が変わることができる.
新しい強誘電体薄膜は呉尹碩教授チームで開発した新しいWafer(Wafer) 素材である ‘バリウムジルコニウム酸化物(BrZrO〓) 単結晶’ 上にギムテホン教授チームが ‘チタン山バリウム(BaTiO〓)’ 薄膜を蒸着して作った. この薄膜は既存チタン山バリウムと全然違った対称性を持つ新しい強誘電体になる.
五教授チームで新たに開発したバリウムジルコニウム酸化物の格子定数は 4.189?で既存Waferたちより圧倒的に大きい大きさだ.
このように圧倒的に大きい格子定数はチタン山バリウム薄膜に ‘0次元空虚’ すなわちがらんと空いている空間を作る. こんなに形成された 0次元空虚と周辺原子たちの間の相互作用は薄膜素材の誘電率大きさを変える.
研究陣はこんなに変わる誘電率をメモリー情報に使えば長所が多いところ着眼した. 抵抗を利用する半導体メモリーよりエネルギー效率が高くて発熱がないメモリー素子具現が可能なのだ.
また 0次元空虚と周辺原子の間の相互作用を利用すれば 1と 0万使う二進法メモリーより多様な調合が可能で ‘ダジンボブメモリー’ 具現も可能だ. 一歩進んで 0次元空虚周辺にだけ形成された養子スピンは養子情報でも活用されることができる.
五教授は “今度研究で直接開発した素材技術おかげさまで 0次元空虚が周辺原子分極に及ぶ影響を統制して体系的に制御して新しい誘電率メモリー素材を具現することができた”と “これを活用すれば伝統的な半導体素材と全然違った新しい方式のメモリー素材や素子開発が可能だ”と強調した.
今度研究結果は凝集物質物理学分野で世界 2大ジャーナル中の一つの ‘オドベンスドモティリオルス(Advanced Materials)’に 9月 7日付けに公開された.
https://view.asiae.co.kr/article/2022091909591299821
多進法半導体の道が開かれるか
これなら世の中が引っ繰り返るはずだが
반도체 시대 끝? … 한국 물리학자들, 새로운 ‘다중 유전율’ 메모리 기술 세계 최초 개발
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최종수정 2022.09.19 09:59 기사입력 2022.09.19 09:59뉴스듣기인쇄하기스크랩RSS폰트축소폰트확대
UNIST·울산대, 0차원 공허와 원자간 상호작용 제어 ‥ ‘유전체 메모리’ 예고
인간 도달할 수 있는 최소 공간 제어 기술, 디지털 메모리·양자정보 소재 응용
산소 빈자리로 만들어진 0차원 공허 주변의 크리스탈(결정) 구조 변형을 보여주는 연구그림.
[아시아경제 영남취재본부 김용우 기자] 한국 물리학자들이 기존 0과 1만 쓰는 이진법 저항 변화를 활용한 반도체 메모리가 아닌 전혀 다른 새로운 기법의 메모리 기술 개발에 길을 터 세계가 주목하고 있다. 에너지와 공간을 많이 필요로 하는 반도체가 아닌 이른바 ‘유전체 메모리’ 시대를 예고한 셈이다.
‘텅 비어 있는 공간’에서 물질의 상호작용을 제어하는 기술로 ‘유전율(permittivity)’을 이용해 정보를 저장하는 방식이 세계 최초로 개발됐다.
유전율은 전기장의 영향을 받아 분극이 일어난 정도를 뜻하는 물리량이다. 텅 비어 있는 공간을 뜻하는 ‘0차원 공허’와 ‘물질’ 사이의 상호작용을 제어해 유전율을 다중 상태로 바꾼 독특한 아이디어이다.
울산과학기술원(UNIST) 물리학과 오윤석 교수팀은 울산대학교 물리학과 김태헌 교수팀과 공동으로 ‘0차원 공허’와 ‘물질’ 사이의 상호작용이 물질의 유전율 크기를 변화시킬 수 있음을 발견했다. 또 이런 상호작용을 제어해 유전율이 각기 다른 다중 상태로 제어되는 새로운 메모리(Memory) 기술을 찾아냈다.
전기가 안 통하는 물질이라도 전기장에 두면 물질 내부에 무질서하게 놓여있던 전기쌍극자가 정렬한다. 유전율은 그 반응 정도가 얼마나 민감한지 나타내며 물질과 공간의 고유한 특성이다.
오윤석 교수는 “유전율은 어떠한 물질도 존재하지 않는 진공에서도 정의할 수 있는 물리량”이라며 “별빛이 진공에 가까운 우주 공간을 여행해 지구까지 도달할 수 있는 이유도 유전율로 설명된다”고 설명했다.
공동 연구팀은 새로운 강유전체(Ferroelectrics) 박막을 개발해 ‘0차원 공허’를 만들었다. 강유전체는 외부 전기장이 없이도 스스로 분극을 가지는 재료로 외부 전기장에 의해 분극 방향이 바뀔 수 있다.
새로운 강유전체 박막은 오윤석 교수팀에서 개발한 새로운 웨이퍼(Wafer) 소재인 ‘바륨지르코늄 산화물(BrZrO₃) 단결정’ 위에 김태헌 교수팀이 ‘티탄산바륨(BaTiO₃)’ 박막을 증착해 만들었다. 이 박막은 기존 티탄산바륨과 전혀 다른 대칭성을 가지는 새로운 강유전체가 된다.
오 교수팀에서 새로 개발한 바륨지르코늄 산화물의 격자상수는 4.189?으로 기존 웨이퍼들보다 압도적으로 큰 크기다.
이처럼 압도적으로 큰 격자상수는 티탄산바륨 박막에 ‘0차원 공허’ 즉 텅 비어 있는 공간을 만든다. 이렇게 형성된 0차원 공허와 주변 원자들 사이의 상호작용은 박막 소재의 유전율 크기를 바꾼다.
연구진은 이렇게 변하는 유전율을 메모리 정보에 사용하면 장점이 많은 데 착안했다. 저항을 이용하는 반도체 메모리보다 에너지 효율이 높고 발열이 없는 메모리 소자 구현이 가능한 것이다.
또 0차원 공허와 주변 원자 사이의 상호작용을 이용하면 1과 0만 쓰는 이진법 메모리보다 다양한 조합이 가능해 ‘다진법 메모리’ 구현도 가능하다. 더 나아가 0차원 공허 주변에만 형성된 양자 스핀은 양자 정보로도 활용될 수 있다.
오 교수는 “이번 연구에서 직접 개발한 소재 기술 덕분에 0차원 공허가 주변 원자 분극에 미치는 영향을 통제하고 체계적으로 제어해 새로운 유전율 메모리 소재를 구현할 수 있었다”며 “이를 활용하면 전통적인 반도체 소재와 전혀 다른 새로운 방식의 메모리 소재나 소자 개발이 가능하다”고 강조했다.
이번 연구 결과는 응집물질 물리학 분야에서 세계 2대 저널 중 하나인 ‘어드밴스드 머티리얼스(Advanced Materials)’에 9월 7일 자로 공개됐다.
https://view.asiae.co.kr/article/2022091909591299821
多진법 반도체의 길이 열리는 것인가
이거면 세상이 뒤집어 질텐데