한국기술교육대·경희대, 강유전체 나노점 스위칭 원리 규명

HZO 기반 초소형 메모리 소자 상용화 청신호…국제 학술지 게재

▲안윤호 교수 ⓒ한국기술교육대학교

한국기술교육대학교(총장 유길상) 안윤호 교수와 경희대학교 손종역 교수 연구팀이 강유전체 기반 차세대 메모리소자의 핵심물질인 하프늄-지르코늄 산화물(HZO) 나노점에서 분극 스위칭 원리를 규명했다.

연구팀은 직경 30~50nm 규모의 에피택셜 HZO 나노점을 제작해 나노스케일에서 분극도 메인 벽 이동속도와 활성화 전기장을 정밀하게 측정했다.

그 결과, 10nm 이하 초박막에서도 안정적인 분극 스위칭이 가능함을 입증하고, 전압에 따라 도메인 벽 이동속도가 지수적으로 증가하는 ‘Merz 법칙’을 실험적으로 확인했다.

또한 나노점의 형상비를 조절해 스위칭 장벽과 활성화 전기장을 제어할 수 있는 새로운 설계 지침을 제시했다.

이는 기존 벌크·박막 중심 연구를 넘어선 세계적으로도 드문 사례로, 초소형 비휘발성 메모리소자 개발의 한계를 극복하는 데 중요한 의미를 지닌다.

이번 성과는 재료과학분야 권위 학술지 Advanced Functional Materials(IF19.0)에 지난달 27일 온라인 판에 게재됐다.

안윤호 교수는 1저자이자 공동교신저자로 참여했다.