- 글번호
- 79502
- 작성일
- 2022.09.13
- 수정일
- 2022.09.14
- 작성자 양재순
- 조회수
- 599
박진홍 연구원, 박용준 학생(지도교수 이민백), Nature Communications 저널에 논문 게재
인하대 물리학과 박진홍 학생, 박용준 학생, 이민백 교수, 성균관대 전자전기공학부 공동연구팀, 자가치유 저항 메모리 소자 개발
인체 부착가능한 미래 AI 메모리 소자로 활용이 기대돼
인하대학교(총장 조명우) 물리학과 박진홍 연구원, 박용준 학생, 이민백 교수, 성균관대 전자전기공학부 공동연구팀은 나노-마이크로 은(Ag) 입자의 비대칭적 분포와 고분자의 수소결합을 융합한 차세대 자기치유 저항 메모리 소자를 개발했다고 5일 밝혔다.
최근 의료 IoT의 발달과 더불어 실시간으로 생체 신호를 기록하고 빅데이터 처리를 이용하여 비정상적인 생체 신호에 대응해 치료까지 제공할 수 있는 클로즈-루프(close-loop) 의료 시스템이 주목받고 있다. 이러한 시스템을 완성시키기 위해서는 뉴로모픽 엔지니어링 시스템이 제안되고 있고, 적은 전력 소비량과 데이터를 읽고 쓰는 속도가 빠르며 저장의 안정성이 요구되고 있다. 이를 달성하기 위한 미래 소자로 저항 메모리(RRAM) 소자가 주목받고 있다. 그러나 인체에 지속적인 움직임과 자극에도 생체 신호를 저장하고 외부 접촉 및 자극에 대한 자가 치유가 가능한 메모리 소자를 개발하는 것은 여전히 과제로 남아있다.
이에 인하대학교 물리학과 이민백 교수 연구팀과 성균관대학교 전자전기컴퓨터공학과 손동희 교수 연구팀은 차세대 자가치유 메모리 소자를 연구‧개발하여 보고하였다. 개발된 메모리는 초기 대비 100% 변형에도 저항 변화 없이 안정적인 구동 성능을 보여주었으며, 외부 자극에 6000회 이상 노출되어도 메모리 소자는 안정적인 성능을 유지하였다. 이는 인체 움직임의 최대 변형폭이 30% 정도임을 고려하면 개발된 소자의 높은 성능 한계치를 확인할 수 있다.
·(그림 1) 은 입자 분포 조절을 통해 외부 손상에도 스스로 회복이 가능한 신축성 자가치유 차세대 저항 메모리 모식도 (위). 절단후 접촉시 자가 치유되는 사진, 100% 변형(사진) 시에도 안정적인 메모리 구동 성능을 보여주는 전압-전류 그래프 (아래).
연구팀이 개발한 메모리 소자는 차세대 메모리 소자로 주목받고 있는 저항 변화 메모리(RRAM)로 범용성이 크다고 평가받는다. 핵심 소재의 경우 드랍앤드라이(drop & dry) 방식으로 제작되며 소자의 경우 간단한 적층(lamination)으로 구현이 가능하여 배열형태의 메모리 어레이 구현이 용이하다. 이를 통해 최근 연구가 활발한 뉴로모픽(Neuromorphic) 소자로써도 활용이 가능함을 입증하였다.
·(그림 2) 신축성 자가치유 저항 메모리를 이용한 심전도 신호 측정 및 심박수 저장 시연.
연구팀의 결과는 우수한 연구성과로 인정받아 국제 저명 학술지인 ‘네이쳐 커뮤니케이션스(Nature Communications, IF=17.7)’에 게재됐다.
인하대학교 이민백 교수는 “높은 구동 한계치를 가진 신축성 자가치유 저항 메모리를 개발한 것으로, 차세대 바이오 IoT 전자 소자로 활용될 수 있으며 향후 뉴로모픽 엔지니어링 기술의 중요한 발판이 될 것으로 기대된다.”고 연구 의의를 설명했다.
한편, 본 연구(논문명: Reversible electrical percolation in a stretchable and self-healable silver-gradient nanocomposite bilayer)는 과학기술정보통신부과 한국연구재단의 지원을 받아 수행되었다.
(사진 자료)
·(사진 1): 자가복구가 가능한 메모리 소자를 개발한 인하대 연구팀. (왼쪽부터) 물리학과 박진홍 연구원, 박용준 석사과정생, 이민백 교수.
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