플루오로그래핀으로 447TB/㎠ 원자급 메모리 개발
원제: 447 TB/cm² at zero retention energy – atomic-scale memory on fluorographane
연구진이 플루오로그래핀(CF) 단층을 이용해 1㎠당 447TB 저장이 가능한 원자급 메모리 기술을 개발했다고 발표했다. 각 플루오린 원자의 방향이 2진 정보를 저장하며, 열적 비트 플립 확률이 10^-65/초로 극도로 낮아 제로 에너지로 정보를 보존할 수 있다.
연구진은 AI 시대의 메모리 병목 현상과 NAND 플래시 공급 위기에 대응하는 차세대 메모리 기술로 플루오로그래핀 기반 원자급 메모리를 제안했다. 이 기술은 단층 플루오로그래핀에서 각 플루오린 원자가 탄소 골격 대비 가지는 쌍안정 공유결합 방향성을 이용해 정보를 저장한다. 연구진은 B3LYP-D3BJ/def2-TZVP 계산을 통해 C-F 반전 장벽이 약 4.6eV임을 확인했으며, 이는 300K에서 열적 비트 플립 확률을 10^-65/초, 양자터널링 확률을 10^-76/초로 낮춘다. 반전 장벽이 C-F 결합해리에너지(5.6eV)보다 낮아 반전 과정에서도 공유결합이 유지된다. 1㎠ 시트로 447TB의 비휘발성 정보를 제로 보존 에너지로 저장 가능하며, 나노테이프 구조로 확장시 0.4-9제타바이트/㎤까지 달성할 수 있다. 연구진은 스캐닝 프로브 검증부터 근접장 적외선 배열, 이중면 병렬 구성에 이르는 단계별 읽기-쓰기 구조를 제시하며, 전체 배열 규모에서 25PB/초의 총 처리량을 예상한다고 밝혔다.
왜 중요한가
기존 기술 대비 5배 이상 밀도 향상으로 AI 메모리 병목과 저장장치 공급 위기 해결 가능성 제시
출처
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