국내 연구진이 뇌 신경전달물질 '시냅스'를 모방한 고신뢰성 소자 개발에 성공했다.
한국과학기술원(KAIST)은 최신현 전기 및 전자공학부 교수팀이 다공성 구조를 갖는 차세대 저항 변화 소자(멤리스터)를 활용해 이같은 성과를 냈다고 25일 밝혔다.
메모리와 레지스터의 합성어인 멤리스터는 전류 흐름에 따라 저항 세기가 변하는 전자소자로, 전력 공급이 끊겨도 직전에 통과한 전류 방향과 양을 기억한다.
기존 멤리스터는 저항 변화를 일으키는 전도성 필라멘트가 무질서하게 형성될 경우 신뢰성이 떨어져, 안정적인 대용량 시스템을 구축하는 데 제약이 따랐다.
▲ 연구에서 제작한 소자의 이미지와 각 구조에서 유도되는 특성(이미지출처=KAIST)
연구팀은 이번 연구를 통해 기존의 비정질 물질을 사용해 신뢰성을 확보할 수 있는 다공성 구조의 양이온 제어층 및 버퍼층으로 이용되는 음이온 제어층을 설계했고, 이를 통해 적층 및 집적 가능한 소자를 제작했다. 연구팀은 기존 소자 대비 6배 이상 신뢰성을 개선할 수 있었으며, 이와 동시에 인공 시냅스 소자로서 필요한 다른 특성들도 확보할 수 있었다.
연구를 주도한 최신현 교수는 "이번에 개발한 고신뢰성 시냅스 소자는 안정적인 대용량 어레이 제작의 방향성을 제시할 수 있을 것으로 기대되며, 차세대 신소자를 기반으로 한 뉴로모픽 컴퓨팅 등 빅데이터 처리가 필요한 응용 분야에 적합한 플랫폼을 구축하는 데에 기여할 수 있기를 바란다. 또한, 미국, 대만 기업에서 활발히 진행 중인 차세대 신소자 기반 기술 개발이 국내에서도 활성화되기를 희망한다ˮ고 말했다.
이번 연구는 국제 학술지 `사이언스 어드밴시스(Science Advances)' 1월호에 출판됐다. (논문명 : Reliable multilevel memristive neuromorphic devices based on amorphous matrix via quasi-1D filament confinement and buffer layer)
글. 이지은 기자 smile20222@brainworld.com | 사진 및 자료출처 = KAIST(한국과학기술원)