우리대학 장현명(신소재) 교수와 손종역 경희대 교수 연구팀은 망간(Mn) 원자가 도핑된 BaTiO3(바륨티타네이트) 나노막대 배열을 이용, 4개의 메모리 상태를 가지는 다중상태 메모리 소자를 개발하는 데 성공했다.
특히 이 메모리 소자는 AFM현미경 끝에 물질을 살짝 묻혀 선을 긋거나 틀 속으로 방울을 흘려 넣는 간단한 방법을 이용해 눈길을 끌었다.
정보처리 속도는 빠르면서 전력소비를 크게 줄여 향후 IT기술을 크게 향상시킬 것으로 기대를 모으는 R램, F램과 같은 첨단 메모리 소자들은 1이나 0, 혹은 양극(+)과 음극(-) 등 2개의 메모리 상태만을 기록하고 저장하는 방식을 사용하고 있다.
연구팀은 전기적, 자기적 현상이 동시에 일어나는 다강체 물질이 전기와 자기 분극에서 각각 양극과 음극의 상태가 된다는 점을 착안해 전기의 양극, 음극과 자기의 양극, 음극 등을 조합, 4중 상태를 하나의 메모리에서 구현하는 데 성공했다.
이처럼 메모리 상태가 3개 이상이 될 경우, 같은 크기의 메모리에 집적도를 높일 수 있을 뿐 아니라, 정보를 각 상태별로 분산해 저장할 수 있기 때문에 고도의 보안이 필요한 메모리에 활용할 수 있다.
또, 붓으로 선을 그리듯 간단하게 제작할 수 있는 점이나, 가로세로 어느 방향으로 제작하든지 그 성능에 영향을 미치지 않는 점, 소재가 상온에서도 문제없이 구동된다는 점 등 다양한 장점을 가지고 있다는 점에도 학계의 관심을 받았다.
한편 이번 연구 성과는 미국화학회에서 발행하는 나노과학 분야의 권위지 <ACS Nano>지 온라인판으로 발표됐다.