| 상변화 메모리 속도 한계를 극복한 신형 상변화재료 | ||
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 최근 시안(西安)교통대학과 중국과학원 상하이마이크로시스템·정보기술연구소의 공동 연구팀은 재료 계산·설계 기법으로 신형 상변화재료 스칸듐-안티몬-텔루륨 합금을 선별하여 "상변화 메모리 속도 한계 극복"을 구현하였다. 해당 성과는 "결정체 핵형성의 무작위성을 낮추어 서브 나노초 데이터 메모리 실현"이란 제목으로 2017년 11월 10일에 국제 최고권위 과학기술 학술지 "Science"에 "가장 중요한 논문(First Release)"으로 선정되어 발표되었다. 상변화재료 기반의 상변화 메모리는 최근에 상업화된 범용 메모리이다. 최근 십여 년간 중국은 해당 영역에 지속적인 투자를 거듭하여 상변화 메모리 산업화를 기본적으로 실현하였다. 하지만 산업화 공법 수준 등의 제한으로 기존 상변화 메모리의 판독/기록 속도는 아직도 램 메모리(나노초)와 캐시 메모리(서브 나노초)와 같은 고속형 메모리 수준에 이르지 못한다. 가장 핵심적인 어려움은 재래식 상변화재료(게르마늄-안티몬-텔루륨)의 핵형성 무작위성이 높기에 그 결정화 과정은 일반적으로 수십에서 수백 나노초가 소요된다. 또한 결정화 속도는 기록 속도와 직접적으로 대응된다. 기록 속도의 어려움을 해결하기 위해 연구팀은 신형 스칸듐-안티몬-텔루륨 합금재료를 선별하였다. 해당 재료는 구조 적응(structural adaptation)적일 뿐만 아니라 더욱 안정적인 스칸듐-텔루륨 화학결합을 이용하여 결정핵의 생성과정을 가속화시킴으로써 핵형성 과정의 무작위성을 낮추었다. 아울러 결정화(기록 조작 속도)를 대폭 가속화시켰다. 해당 재료는 업계 최고 성능의 상변화 장치에 비해 시간이 10배 단축된 0.7나노초의 고속 가역적 조작을 달성하였을 뿐만 아니라 조작 소비전력을 10배 낮추었다. 해당 연구 성과는 비정질 재료의 핵형성 및 성장 메커니즘을 깊이 있게 이해하고 제어하는데 중요한 의미가 있으며 중국의 자체적 범용 메모리 기술 확보를 위해 토대를 마련하였다. 시안교통대학교 재료학원 금속재료강도국가중점실험실 마이크로나노센터 장웨이(張偉) 교수, "천인계획" 마언(馬恩) 교수, 중국과학원 상하이마이크로시스템·정보기술연구소 라오펑(饒峰) 부연구원이 공동으로 해당 연구에 참여하였다. 정보출처 : http://www.stcsm.gov.cn/xwpt/kjdt/351314.htm |
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