서울대 윤의준·이건도 교수 그룹, 신소재 그래핀 응용 연구 성과

영국 옥스퍼드대와 공동 연구… 비휘발성 초고집적 자성메모리 소자 개발 가능

▲윤의준(좌)교수와 이건도 교수. 사진제공=서울대

서울대는 재료공학부 윤의준 교수와 이건도 연구교수, 물리천문학부의 임지순 교수 연구그룹이 영국 옥스퍼드대와 공동 연구를 통해 그래핀을 응용한 비 휘발성 초고집적 자성메모리 소자 개발을 가능하게 하는 연구결과를 얻게 됐다고 26일 밝혔다.

서울대는 옥스퍼드대와 공동 연구를 통해 그래핀 위에 철 원자를 안정되게 흡착 함으로서 철과 그래핀 사이의 자성현상을 응용하여 자성메모리 소자로의 응용가능성을 확인했다.

꿈의 신소재라 불리는 그래핀은 탄소로만 이뤄진 이차원의 구조물로서 탁월한 전기 전도성과 휘어지는 성질이 있어 차세대 소재로 손꼽혀 왔으며 그 동안 다양한 응용가능성 때문에 학계와 산업계에서 활발하게 연구되고 있다. 특히 그래핀 위에 자성을 띄는 금속을 흡착, 비 휘발성 자성 메모리로 응용하려는 노력이 전개됐으나 그래핀 표면이 굉장히 견고해 금속 원자가 잘 흡착되지 않아 자성 메모리 소자로의 응용에 한계가 있었다는 것이 학교 측의 설명이다.

이번 연구를 통해 그래핀에 전자 빔을 쏘아 작은 구멍을 내고 그 위에 철 원자를 뿌리면 안정되게 흡착될 뿐 아니라 흡착된 구조에 따라 다양한 흥미로운 자성 현상을 보임을 규명했다.

공동 교신 저자로 참여한 서울대 이건도 연구교수는 “이 연구 결과는 그 동안 어렵다고 여겨지던 그래핀 위에 금속 원자의 안정된 흡착을 가능하게 함으로 그래핀의 자성 메모리로서의 응용가능성을 열었다는데 의미가 있으며 자성 메모리 소자로 응용할 경우 기존의 고집적 비 휘발성 메모리 소자의 한계를 뛰어 넘는 초고집적 비 휘발성 메모리 소자의 제작이 가능할 것” 이라고 밝혔다.

서울대 연구팀은 자성현상에 대한 계산을 수행했고 옥스퍼드대 연구팀은 고해상도 전자현미경 실험으로 성공적인 공동 연구를 실시했다.

이번 연구는 한국연구재단과 교육부가 추진하는 일반연구자 지원사업의 지원으로 수행됐다. 연구결과는 나노 분야에 권위 있는 세계적인 학술지인 나노 레터스(Nano Letters) 지난 20일자 온라인 판에 게재됐다.