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[국내논문] 그래핀 나노리본 메모리의 동적 특성에 대한 연구
A Study of Dynamic Properties of Graphene-Nanoribbon Memory 원문보기

반도체디스플레이기술학회지 = Journal of the semiconductor & display technology, v.13 no.2, 2014년, pp.53 - 56  

이준하 (상명대학교 컴퓨터시스템공학과)

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

In this work, we investigate the operational properties of this proposed device in detail via classical MD simulations. The bi-stability of the GNF(Graphene Nano-flake) shuttle encapsulated in bi-layer GNR could be achieved from the increase of the attractive energy between the GNRs when the GNF app...

주제어

#MD Simulation   #Bi-stability   #Graphene Nano-riboon   #Nano-flake  

AI 본문요약
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문제 정의

  • 본 연구에서는 NVRAM 소자로서 동작할 수 있는 GNF 셔틀로 캡슐화 동적 특성을 분자동역학 시뮬레이션을 통하여 분석하였다. 분석된 시뮬레이션 결과는 이러한 나노전자기계적 비휘발성 메모리는 다양한 스마트 디바이스의 스위칭 소자, 미세센서 및 양자컴퓨터로 활용될 수 있기를 기대한다.
  • 본 연구에서는 그림1과 같은 형태의 그래핀 나노플레이크 셔틀 메모리를 제안하고자 한다. GNF를 포함하고 있는 두 층의 GNR 및 GNF 자체는 국부 에너지 최소 위치에서 안정화 될 수 있으며, 이러한 동작원리에 대한 해석을 위하여 분자동력학 시뮬레이션을 통하여 동작 특성을 분석하였다.
  • GNF이중층 GNR에 캡슐화된 GNF 셔틀의 두가지 안정성은, GNF가 GNR의 모서리 부근으로 접근할 때GNR간의 서로 당겨지는 인력적 반데어발스(Van der Waals) 에너지의 증가에 의해 이루어질 수 있다. 이러한 결과를 통하여 NVRAM으로 활용 가능한 GNR메모리의 동작을 제시하였다.

가설 설정

  • 85 nm의 650개 원자로 이루어져 있다. 초기의 원자 속도는 맥스웰 분포로 가정하였으며 온도는 1K로 설정하였다. 이중층 GNR의 양 끝 부분이 Fig.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
비휘발성 RAM란? 비휘발성 RAM(NVRAM : Non-volatile Random Access Memory)은 전원이 종료된 후에도 저장된 정보가 유지되는 소자이다. 대표적으로는 플래쉬 메모리로서, 이 소자는 일명 USB메모리라는 명칭으로 현재 개인용 정보저장 장치 및 스마트 폰 및 디지털 카메라등의 저장장치로 사용되고 있으며, 노트북등의 SSD (Solid-Sate Disk)등의 소자로 사용되고 있다.
비휘발성 RAM은 어떠한 문제점을 가지는가? 대표적으로는 플래쉬 메모리로서, 이 소자는 일명 USB메모리라는 명칭으로 현재 개인용 정보저장 장치 및 스마트 폰 및 디지털 카메라등의 저장장치로 사용되고 있으며, 노트북등의 SSD (Solid-Sate Disk)등의 소자로 사용되고 있다. 이러한 정보저장 장치는 스케일링에 의한 고집적화가 요구되고 있으나 셀 크기 감소에 따른 전하저장의 물리적인 한계를 극복해야 하는 문제를 가지고 있다. 대체적인 소자로서 MRAM (Magnetoresistive RAM), PCRAM (Phase Change RAM) 및 RRAM(Resistive RAM)등의 다양한 물리적 메커니즘을 갖는 비휘발성 소자들이 제시되고 있다[1-3].
그래핀을 기초로 한셔틀 메모리의 새로운 구조 중 가장 주목할만한 구조는 무엇인가? 탄소나노튜브를 이용한 셔틀 메모리는 1999년‘bucky shuttle’ 메모리로 발표된 이후로 다양한 형태의 탄소나노튜브 기반의 셔틀 메모리가 이론적으로 연구 되어 졌다[4-6]. 초기의 이론적 연구들은 제작의 어려움으로 소자로서 동작이 가능하다는 것의 제시로 그 중요성을 입증 받았으나, 최근에는 그래핀을 기초로 한셔틀 메모리의 몇몇 새로운 구조가 제시되고 있으며, 제시되고 있는 구조 중 주목할 수 있는 것은 그래핀 나 노리본(GNR:Graphene Nano-Ribbon)을 기초로 한 그래핀 나노플레이크(GNF:Graphene Nano-Flake) 셔틀 메모리이다[7,8].
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참고문헌 (10)

  1. T. Bedeschi, et al, "A bipolar-selected phase change memory featuring multi-level cell storage," IEEE J. of Solid-State, vol. 44, no. 1, pp. 217-227, Feb. 2008. 

  2. W. Zhao, E. Belhaire, Q. Mistral, C. Chappert, V. Javerliac, B. Dieny, and E. Nicolle, "Macro-model of Spin-Transfer Torque Based Magnetic Tunnel Junction Device for Hybrid Magnetic-CMOS Design," in IEEE Int'l Behavior Modeling and Simulation Workshop, Sep. 2006, pp. 40-43. 

  3. R. Beech, J. Anderson, A. Pohm, and J. Daughton, "Curie point written magnetoresistive memory," J. Appl. Phys., vol. 87, pp. 6403, 2000. 

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  4. V. Pott, G. K. Chua, R. Vaddi, J. M.-L. Tsai, and T. T. Kim, "The shuttle Nanoelectromechanical Nonvolatile Memory," IEEE Trans. Electron. Dev. Vol. 59, pp.1137-1143, 2012. 

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  5. Y. K. Kwon, D. Tomanek, and S. Iijima, Phys. Rev. Lett. 82, 1470, 1999. 

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  6. I. V. Lebedeva, A. A. Knizhnik, A. M. Popov, Yu. E. Lozovik, and B. V. Potapkin, Phys. Chem. Chem. Phys. 13, 5687, 2011. 

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  7. I. V. Lebedeva, A. A. Knizhnik, A. M. Popov, Yu. E. Lozovik, and B. V. Potapkin, Physica E 44, 949 , 2012. 

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  8. A. Chuvilin, U. Kaiser, E. Bichoutskaia, N. A. Besley, and A. N. Khlobystov, Nature Chemistry 2, 450, 2010. 

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  9. D. W. Brenner, Phys. Rev. B 42, 9458, 1990. 

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  10. Z. Mao, A. Garg, and S. B. Sinnott, Nanotechnology 10, 273, 1999. 

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