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[IT뉴스]“꽉 찬 스마트폰 속 사진 지울 필요 없다”…초집적 광 데이터 저장기술 구현

온카뱅크관리자

2026-03-04 10:17:32

<div id="layerTranslateNotice" style="display:none;"></div> 포스텍, 빛과 전자 성질 동시 지닌 ‘엑시톤’ 발광 조절 60나노미터 단일 셀서 세 단계 이상의 발광상태 구현 빛 이용한 비접촉 방식으로 장치 마모·손상 줄여 
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 <img alt="엑시톤 상태를 정밀 조절해 보다 많은 정보를 저장하는 새로운 광 데이터 저장기술을 제미나이가 그린 일러스트." class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202603/04/dt/20260304101526916afqr.jpg" data-org-width="640" dmcf-mid="upJMCpiPCR" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img1.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202603/04/dt/20260304101526916afqr.jpg" width="658">
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 엑시톤 상태를 정밀 조절해 보다 많은 정보를 저장하는 새로운 광 데이터 저장기술을 제미나이가 그린 일러스트.
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 누구나 한 번쯤 스마트폰 저장 용량이 부족해 ‘울며 겨자 먹기’로 애써 찍은 사진을 지워본 경험이 있을 것이다. 앞으로 추억을 간직한 사진을 지워야 하는 일이 줄어들지 모른다.
 국내 연구진이 반도체 내부 입자인 엑시톤 상태 변화를 이용해 여러 단계의 정보를 기록할 수 있는 새로운 광 데이터 저장 기술을 구현하는 데 성공했다.
 포스텍은 박경덕 교수 연구팀이 빛과 전자 성질을 동시에 지닌 엑시톤의 발광 상태를 정밀하게 조절해 기존보다 수십만 배 많은 정보를 저장할 수 있는 광 데이터 저장 기술을 개발했다고 4일 밝혔다.
 스마트폰 사진 한 장 용량은 10년 전보다 10배 이상 커졌다. 인공지능(AI) 서비스 확산으로 생성·처리되는 데이터까지 더해져 저장 공간에 대한 수요는 기하급수적으로 증가하고 있다.
 하지만 하드디스크, USB 등 기존 저장 장치들은 전기 스위치를 켜고 끄는 것처럼 한 칸(셀)에 ‘0’과 ‘1’ 두 가지 상태로 정보를 저장하기 때문에 용량 확대에 한계가 잇다.
 더 많은 정보를 저장하려면 정보 저장 칸을 더 많이 만들어야 한다. 다만 한 칸의 크기를 줄이다 보면 전기적 간섭에 부딪히고, 빛을 활용한 광 저장 기술은 빛이 퍼지는 성질로 인해 나노미터 수준까지 집적도를 높이는 데 한계가 있다.
 연구팀은 반도체 내부에서 빛과 전자가 결합해 형성되는 입자인 ‘엑시톤’에 주목했다. 엑시톤은 빛의 특성과 전자의 특성을 모두 가진 입자로, 입자 상태를 정밀하게 제어하면 하나의 저장 셀에 여러 단계의 정보를 표현할 수 있다.
 신호등이 빨강, 노랑, 초록 색깔에 따라 서로 다른 신호를 보내듯 엑시톤 발광 밝기를 여러 단계로 나누어 하나의 셀에 두 가지 이상의 정보를 담는 방식과 같은 원리다.
 연구팀은 ‘금속-절연체-반도체’를 쌓아 올린 나노 터널 접합 장치를 만든 뒤 전하 이동을 미세하게 조절해 약 60나노미터 크기 단일 셀에서 세 단계 이상의 발광 상태를 구현하는 데 성공했다.
 또 저장층 두께를 15나노미터 이하로 얇게 만들어 소자를 더욱 촘촘히 쌓을 수 있는 기반도 확보했다.
 정보를 ‘빛의 세기’가 아니라 반도체 내부 입자의 ‘물리적 상태’로 저장한 방식으로 빛을 이용해 비접촉 방식으로 데이터를 읽고 쓸 수 있어 장치의 마모와 손상을 줄일 수 있다고 연구팀은 설명했다.
 논문 제1저자인 이형우 박사는 “기존 기술이 저장 공간 확대에 의존했다면 이번 연구는 빛의 세기가 아닌 반도체 내부 엑시톤의 상태 자체를 정보 단위로 활용했다는 점에서 의미가 크다”며 “앞으로 데이터센터와 AI 서버, 차세대 반도체 메모리 등 다양한 분야에 적용해 저장 기술 패러다임을 바꾸는 전환점이 될 수 있다”고 말했다.
 연구결과는 나노과학 분야 국제 학술지 ‘ACS 나노’ 표지논문으로 실렸다.
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 <img alt="새로운 광 데이터 저장기술 관련 연구성과가 실린 국제 학술지 표지. 포스텍 제공." class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202603/04/dt/20260304101528249qihi.jpg" data-org-width="640" dmcf-mid="7B9qaT2uCM" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img2.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202603/04/dt/20260304101528249qihi.jpg" width="658">
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 새로운 광 데이터 저장기술 관련 연구성과가 실린 국제 학술지 표지. 포스텍 제공.
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 이준기 기자 bongchu@dt.co.kr
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