▲(좌)장기 유지 특성을 가지며 안정적인 I-V 사이클을 나타내는 이단자 이중층 멤리스터 디바이스, (우)이단자 이중층 멤리스터의 뉴로모픽에 대한 적용가능성을 보여주는 필라멘트 형성과 장단기 디바이스 메모리 활동
물리천문학과 Ghulam Dastgeer 교수는 성균관대 윤대호 교수 연구팀과 Advanced Functional Materials 저널에 논문을 게재했다.
Advanced Functional Materials는 나노기술, 물리학, 전자공학 등 재료과학의 모든 분야를 망라하며 선도적으로 최첨단 연구를 게재하는 것으로 저명한 국제 저널이다.
Dastgeer 교수가 게재한 논문의 제목은 "Synaptic Behavior of Iodine-Enriched Copper-Based Perovskite Memristors Developed Through a Sustainable Solution Approach"로, 무연 페로브스카이트 기반 멤리스터 디바이스에 대한 혁신적인 연구내용을 담아 데이터 저장 및 뉴로모픽 컴퓨팅의 주요 과제를 해결했다. 멤리스터와 뉴로모픽 디바이스는 시냅스의 기능을 모방해 뛰어난 에너지 효율성과 고속 데이터 처리를 가능하게 함으로써 차세대 데이터 저장 및 신경형 컴퓨팅 시스템에 있어 중요한 요소이다.
이번 연구에서 연구팀은 저항 스위치(SR) 성능이 우수하고 안정성이 높으며 환경적으로 무독하면서도 멤리스터에 적용할 수 있는 Cs-Cu-I 페로브스카이트 박막을 개발했다. 또한 전략적으로 합성 과정을 조절해 멤리스터 디바이스가 최소한의 전력 소모로 0.7볼트의 낮은 전력에도 가동하고 4,000초에 육박하는 보존 기간을 가질 수 있도록 하는 데 성공했다. 디바이스는 극파 빈도 의존 가소성(SRDP)을 띈 스냅스 활동을 보일 뿐만 아니라 앳킨슨-시프린 모델에 어긋나지 않으며 뉴로모픽 시스템에 대한 적용가능성을 입증했다.
이러한 성과는 지속가능한 기술을 발전시키고자 하는 연구팀의 노력으로 일궈낸 것이며, 미래의 메모리 및 컴퓨팅 기술에 지대한 영향을 미칠 선도적인 연구로 국제적인 주목을 받고 있다.
Ghulam Dastgeer 교수는 “안정성과 낮은 전력 소모를 유지하면서 인간 뇌의 시냅스 기능을 모방한 뉴로모픽 메모리 디바이스를 개발하는 일은 쉽지 않은 도전이었다. 윤대호 교수와 협력해 우수한 스냅스 활동을 갖춘 구리 페로브스카이트 멤리스터를 개발하며 극복할 수 있었다”며 “이번 연구를 통해 뉴로모픽 컴퓨팅 발전에 기여하고, 미래 전산체계를 위한 뇌 동작 원리 파생 기술에 더욱 가깝게 다가서는 계기가 됐다”고 말했다.
세종대 홍보실(hongbo@sejong.ac.kr)