쌍안정성을 가지는 단분자 기억소자 디자인

  • Published : 2013.04.17

Abstract

무어의 법칙에 따르면, 반도체의 집적도 2년마다 2배씩 증가한다고 한다. 무어의 법칙은 지금까지는 집적회로 기술의 발전을 잘 예측했다. 하지만 트랜지스터의 사이즈를 줄일수록 누수전류와 회로의 저항을 조절하기 어렵기 때문에 트랜지스터의 소형화에는 한계가 있다. 우리는 곧 무어의 법칙의 한계를 맞이할 것이다. 그래서 트랜지스터를 더욱 소형화시키기 위해서는 bottom-up analysis가 필요한 시점이다. Top-down analysis가 초기의 커다란 트랜지스터에서 점점 소형화를 시켜 작은 트랜지스터를 만든다는 개념인 반면, Bottom-up analysis는 처음부터 작은 분자를 조작하여 트랜지스터와 같은 성질을 띄도록 만드는 개념이다. 분자가 기억소자로서 이용되려면 저항이 다른 2가지 안정한 상태가 필요하다. 이번 연구에서 나는 기억소자를 디자인 하기 위하여 high spin state와 low spin state 두 가지 안정한 상태를 가지는 spin crossover complex를 이용하기로 했다. 이전의 연구에서 spin crossover 는 전기장을 이용해서도 유도될 수 있다고 확신하였고, 이를 이용해서 기억소자를 디자인하기로 하였다. 이번 연구를 위해서 symmetry를 가지는 octahedral spin crossover complex를 디자인하였고 이를 '기억 분자'라고 명명했다. 그리고 이 분자의 high spin state와 low spin state가 전기장을 이용하여 서로 바뀔 수 있는지 가능성을 DFT with B3LYP functional을 이용해서 비교했다. 그 결과로 전기장을 이용하여 기억분자의 spin crossover을 일으킬 수는 있지만 abnormally strong electric field를 써야 한다는 사실을 알아냈다. 이번 연구를 토대로 추후의 연구를 위해, 기억소자가 되기 위하여 분자가 어떤 특징을 만족시켜야 하는지를 분석했다.

Keywords