연구목표
본 연구는 기존의 플래시 메모리와 같이 전하 저장 방식을 이용하여 정보를 저장하는 비휘발성 메모리 소자의 문제점과 한계를 극복하기 위하여, 트랜지스터 구조의 메모리 소자에서 게이트 스택의 물성 및 구조를 변조하여 정보를 저장하는 비 전자 저장형 비휘발성 메모리 소자를 구현하는 것을 목표로 한다. 
 

연구내용
기존의 비휘발성 메모리의 대표적인 소자인 플래시 메모리와 같이 플로팅 게이트 트랜지스터 구조를 갖는 메모리 소자에서는 플로팅 게이트에 전하를 저장함으로써 트랜지스터의 문턱전압을 변화시키는 원리를 이용하여 정보를 저장한다. 하지만 이러한 소자의 경우, 전하를 안정적으로 저장하기 위해서 주변 터널링 산화막 등의 두께를 두껍게 유지하여야 함으로 동작 전압이 높고 동작 속도가 느린 단점이 있다. 또한, 각각의 소자에 저장된 전하량의 산포, 이탈, 주변 소자와의 간섭 등의 문제로 인해 문턱 전압의 산포가 나타나게 되고, 이는 소자의 집적도를 높이고 성능을 향상시키는데 큰 장애가 되고 있다. 본 연구에서는 이러한 문제를 해결하기 위하여 기존의 전하 저장을 통한 정보 저장 원리가 아닌, 새로운 개념의 동작 원리를 이용하여 비휘발성 메모리 소자를 구현하는 연구를 수행한다. 
이를 위해서 트랜지스터 구조의 메모리 소자에 인가된 전압에 의해 게이트 스택 내부에서의 이온 이동에 의한 게이트 스택의 물리적 성질과 내부 구조의 변화를 유도함으로써 트랜지스터 소자의 전기적 특성을 비휘발적으로 변화시켜서 메모리 기능을 구현하고자 한다. 이를 통해 기존의 전하 저장형 소자에서 나타나는 높은 동작 전압과 낮은 동작 속도, 전하의 이탈과 간섭에 의한 문턱 전압의 산포로 인한 고집적화의 어려움 등의 문제를 해결하는 새로운 개념의 비 전하 저장형 비휘발성 메모리 소자를 연구한다.   
 

기대효과
본 연구는 기존의 전하 저장형 동작 원리를 갖는 메모리 소자의 문제점을 해결하기 위하여, 트랜지스터 구조의 메모리 소자에서 게이트 스택의 물성 및 구조 변조를 이용하여 메모리 소자의 전기적 특성을 제어하는 연구로서, 본 연구가 성공적으로 구현되면 현재의 데이터 중심 사회에서 요구하는 고용량, 고성능의 비휘발성 메모리 소자의 진보에 크게 기여할 것이다. 특히, 소자의 지속적인 고집적화와 저전압 동작에 의한 고성능화는 메모리 소자를 활용한 다양한 응용, 예를 들어 프로세서와의 집적, 뉴로모픽 시스템에의 적용, 인공지능 하드웨어의 성능향상 등 정보전자 분야의 기술적 발전에 크게 기여할 것이다. 또한, 기존의 동작 원리와는 차별되는 새로운 개념의 동작 원리, 즉 재료 내부에서의 이온 이동을 전자 소자에 적용하는 연구로서, 재료, 물리, 전자 소자 분야의 학문적 발전에 기여할 것이다.