도쿄공업대학과 도쿄대학의 공동연구그룹은 전고체 리튬 전지를 응용하여 초저소비 에너지와 다치 기록을 특징으로 하는 메모리 소자 개발에 성공했다.
정보화 사회의 급속한 진전, 컴퓨터 이용 확대와 함께 에너지 소비량은 계속 증가하고 있으며, 반도체 소자의 소비 에너지 저감이 긴급한 과제가 되고 있다.
본 그룹은 전고체 리튬 전지의 구조와 동작 메커니즘에 주목하여 정보를 전압으로 저장하는 저소비 에너지의 전압 기록형 메모리 소자를 착상했다.이 소자는 전지의 충전 상태와 방전 상태를 메모리의 "0"과 "1"에 대응시키는 것으로, 전지 용량이 작을수록 소비 에너지가 작아져 우수한 메모리 소자가된다.
정극 재료에 니켈을 선택하고, 전체 고체 리튬과 유사한 박막 적층 구조의 메모리 소자를 제작했다.그 결과, 니켈 전극 상에 극박의 산화니켈이 자발적으로 형성되어, 매우 용량이 작은 전고체 리튬 전지, 즉 메모리 소자로서 동작하는 것이 확인되었다.
메모리 동작에 필요한 소비 에너지는 현행 PC에 사용되고 있는 DRAM(Dynamic Random Access Memor)의 50분의 1 정도로 산출되어 초저소비 에너지 동작을 달성했다.또한, 이 메모리는 3개의 상이한 전압 상태(저전압, 중전압, 고전압)를 기억할 수 있는 3치 기록 메모리로서의 동작을 실현하고 있는 것을 알 수 있었다.이들은 또한 산화 니켈 막과 리튬 이온 사이에서 발생하는 다단계 반응에 기인하는 것으로 확인되었다.
소비 에너지의 저감과 기록의 고밀도화로 이어지는 다치 기록화는 에너지 절약 컴퓨팅의 열쇠이며, 이번 성과는 그러한 특성을 갖춘 메모리 소자의 실용화를 향한 큰 단계가 될 것으로 기대 된다.
