초록 ▼

□ 연구개요
차세대 인공지능 시대에서 핵심이 될 뉴로모픽 컴퓨팅 소자의 중요한 부분인 비휘발성 메모리인 저항 변화 메모리 (Resistive random access memory, ReRAM)가 주목 받고 있음. 2차원 물질을 기반으로 한 저항 변화 메모리 소자를 제작하고 이의 저항 스위칭 현상을 확인함. 이 현상을 유도하는 저항 변화 메커니즘을 명확히 규명하기 위해 투과전자현미경 (TEM) 안에서 전압을 실시간으로 인가할 수 있는 시스템을 구축하여 고저항 (On)과 저저항 (Off) 상태의 변화를 실시간으로 물리적, 화학적,

□ 연구개요
차세대 인공지능 시대에서 핵심이 될 뉴로모픽 컴퓨팅 소자의 중요한 부분인 비휘발성 메모리인 저항 변화 메모리 (Resistive random access memory, ReRAM)가 주목 받고 있음. 2차원 물질을 기반으로 한 저항 변화 메모리 소자를 제작하고 이의 저항 스위칭 현상을 확인함. 이 현상을 유도하는 저항 변화 메커니즘을 명확히 규명하기 위해 투과전자현미경 (TEM) 안에서 전압을 실시간으로 인가할 수 있는 시스템을 구축하여 고저항 (On)과 저저항 (Off) 상태의 변화를 실시간으로 물리적, 화학적, 구조적으로 관찰하여 국내 투과전자현미경 연구의 원천 기술 확보를 목표로 함.

□ 연구 목표대비 연구결과
▶ 새로운 전압 인가 투과전자현미경 시스템 구축 및 기존 Nanofactory 홀더를 이용한 Pt/GO/Pt 소자에서의 insitu biasing 실험
- 기존에 사용하던 STM type형태의 TEM홀더가 아닌 MEMs chip기반의 TEM 홀더 시스템 구축
- GO(graphene oxide)를 활물질로 하는 저항 변화 메모리에서 발생하는 저항이 변화하는 현상을 투과전자현미경 내에서 실시간으로 관찰하여 금속 전도성 필라멘트 형성 기반 메커니즘 규명
▶ 구축된 MEMs chip 기반 실시간 전압 인가 투과전자현미경 홀더를 이용한 Al/GO/Pt 소자에서의 insitu biasing 실험
- 전압 인가에 의한 Joule heating을 최소화하면서 투과전자현미경을 통해 관찰을 할 수 있는 시편 두께를 최적화
- 상부 전극을 달리한 소자에 대한 다양한 저항 변화 현상을 실시간으로 관찰하여 메커니즘 분석
▶ 2차원 전이금속 칼고겐 화합물 기반 저항 변화 메모리 소자 제작 및 메커니즘 규명
- 고분자 이용 증착 기법을 이용하여 증착한 전이금속 칼코겐 화합물을 기반으로 한 저항 변화 메모리 소자 제작
- 투과전자현미경을 이용한 저항 변화 메모리 소자 구동 메커니즘 규명

□ 연구발성과의 활용 계획 및 기대효과 (연구개발결과의 중요성)
▶ 실시간 투과전자현미경을 통한 GO기반 저항 변화 메모리 소자의 계면 분석 또는 금속 전도성 필라멘트 형성 과정에 관한 메커니즘 규명을 통해 향후 in-situ biasing TEM 연구의 활성화를 기대할 수 있음.
▶ 고분자 증착기법을 통해 만들어진 2차원 물질 기반 저항 변화 메모리 소자 제작함으로써 wafer scale단위에서 원하는 두께로 균일하게 증착이 가능함. 이는 저항 변화 메모리 소자뿐만 아니라 다른 디스플레이 및 반도체 소자 활용 가능성을 제시함으로써 차세대 반도체 분야의 활성화에 기여할 수 있음.
▶ 세계적으로 아직 많은 연구가 진행되지 않은 2차원 물질을 이용한 실시간 전압인가 실험을 토대로 구조적 화학적 분석을 토대로 향후 단면 시편을 이용한 연구에 기여할 수 있을 것으로 기대됨.

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 1) 연구의 필요성 ... 4
• 2) 연구의 목적 ... 5
• 3) 연구 결과의 중요성 ... 6
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 7
• 1) 실시간 투과 전자현미경을 통한 저항 변화 메모리 소자 메커니즘 규명 ... 7
• 2) 이차원 물질 기반 저항 변화 메모리 소자 ... 8
• 3) 고분자 이용 증착 기법 (polymer assisted deposition) ... 8
• 4) 실험 수행 내용 ... 9
• 5) 실험 수행 결과 ... 10
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 수준 ... 14
• 1) 정성적 연구개발성과(연구개발결과) ... 14
• 2) 세부 정량적 연구개발성과 ... 14
• 3) 목표 달성 수준 ... 14
• 4) 목표 미달 시 원인 분석 ... 15
• 4. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도(연구개발결과의 중요성) ... 15
• 5. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 15
• 6. 참고문헌 ... 16
• [붙임1] 세부 정량적 연구개발성과 ... 17
• [붙임2] 연구책임자 대표적 연구실적 및 증빙(요약문 및 사본) ... 19
• 끝페이지 ... 34