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Department of Physics & Astronomy

[강기훈 박사/안희범 학생/이탁희 교수] 용액공정을 통한 고성능 유무기 페로브스카이트 저항메모리에서의 크로스바 아키텍쳐 구현 (Advanced Materials 논문, Front Cover 표지 논문 게재 예정)

2019-04-16l 조회수 1135

High-Performance Solution-Processed Organo-Halide Perovskite Unipolar Resistive Memory Devices in a Cross-Bar Array Structure

저항 변화 메모리(Resistive Random Access Memory) DRAM(Dynamic Random Access Memory) 높은 endurance 플래시 메모리의 retention time 장점들을 결합한 차세대 메모리 기술로 주목받고 있다. 최근에는 organo-halide perovskite 물질을 기반으로 저항 변화 메모리 소자가 다양하게 연구되고 있는데, 저전압 동작 높은 ON/OFF ratio 같은 뛰어난 메모리 특성을 나타내며 이는 소자의 저전력 구동을 가능하게 한다. 연구에서는 non-halide lead precursor 이용해 간단한 단일과정 용액공정으로 고품질의 perovskite 박막을 제작하였으며, 이를 바탕으로 메모리의 집적도를 향상시킬 있는 cross-bar array 아키텍처를 perovskite 메모리에서 구현했으며 수율 역시 최대 94% 우수했다. 제작한 perovskite 저항 변화 메모리는 단극성(unipolar) 특성을 보였고 동작 전압이 비교적 낮고, endurance retention time 또한 좋은 특성을 보였다. 특히 측정된 ON/OFF ratio 최고값이108 으로 기존 저항변화 메모리 최고 수준이었다. 연구에서 제안된 용액공정을 기반으로 수율 메모리 소자 제작방식은 향후 저비용 고집적도의 perovskite 메모리 소자 연구에 응용될 있을 것으로 기대된다.

 

Resistive random access memories can potentially open a niche area in memory technology applications by combining the advantages of a long endurance of dynamic random-access memory and a long retention time of flash memories. Recently, resistive memory devices based on organo-halide perovskite materials have demonstrated outstanding memory properties, such as a low-voltage operation and a high ON/OFF ratio; such properties are essential requirements for low-power consumption in developing practical memory devices. In this study, we employed a non-halide lead source to deposit perovskite films via a simple single-step spin-coating for fabricating unipolar resistive memory devices in a cross-bar array architecture. Our unipolar perovskite memory devices achieved a high ON/OFF ratio up to 108 with a relatively low operation voltage, a large endurance, and long retention times. A high-yield device fabrication based on solution-process demonstrated here will be a step towards achieving low-cost and high-density practical perovskite memory devices.

 

Authors : Keehoon Kang*, Heebeom Ahn, Younggul Song, Woocheol Lee, Junwoo Kim, Youngrok Kim, Daekyoung Yoo and Takhee Lee*

DOI: 10.1002/adma.201804841

Published online: April 01, 2019

Link: https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adma.201804841