[이데일리 공지유 기자] 삼성전자가 신진 연구자를 발굴하고 육성하기 위해 진행한 삼성휴먼테크논문대상에서 기존 낸드플래시 한계를 보완할 수 있는 새로운 소재를 제안한 연구가 대학 부문 대상을 수상했다.

삼성전자는 11일 서울 서초구 삼성전자 서초사옥에서 제32회 삼성휴먼테크논문대상 시상식을 열었다고 13일 밝혔다. 삼성휴먼테크논문대상은 국내에서 유일하게 대학 및 대학원생뿐 아니라 고교생까지 참여할 수 있는 논문 경진 대회다.

대회는 올해로 32주년을 맞았으며, 역대 제출된 논문 수는 총 4만4171편이다. 시상 받은 논문은 3192편에 달한다. 올해 초록 접수는 총 3172건으로, 이 중 511편이 초록 심사를 통과했다. 치열한 경쟁 속에서 엄격한 심사를 거쳐 최종 120편이 수상작으로 이름을 올렸다. 대학 부문에서는 강대현씨가 대상을 받았으며, 고교 부문에서는 박원비씨가 금상을 수상했다.

전영현 삼성전자 디바이스솔루션(DS)부문장 부회장은 개회사를 통해 “삼성 휴먼테크논문대상은 대한민국 과학기술의 발전을 선도할 젊은 과학도들의 성장을 지원하는 국내 최고의 논문 대상으로 자리매김했다”며 “앞으로도 새로운 과학 혁신을 이끌어갈 우수한 젊은 인재들의 성장을 위해 지속적인 지원과 관심을 아끼지 않을 것”이라고 말했다.

대학 부문 대상을 받은 강대현씨는 ‘플래시 메모리 터널링층 내 적용된 붕소 옥시나이트라이드(BON) 소재의 밴드갭 엔지니어링 연구’로 수상했다. 낸드플래시 메모리는 전자를 저장층에 보관하며 데이터를 저장하는데, 이때 전자가 드나드는 출입문이 터널링층이다.

기존 터널링층 구조에 핵심 재료로 사용되는 실리콘 옥시나이트라이드(SiON)의 경우, 데이터를 지울 때 원치 않는 누설이 함께 발생해 저장 안정성이 낮아질 수 있다. 대현씨는 터널링층에 SiON 대신 당시 연구 중이던 BON 소재를 적용하면 해결할 수 있겠다는 가능성을 발견해 연구에 착수했다고 설명했다.

그는 “BON은 비대칭적으로 설계된 출입문”이라고 설명했다. 데이터를 지울 때는 전하가 잘 들어올 수 있게 해주고, 데이터를 저장할 때는 새어나가지 않게 잘 막히는 방향성을 갖는 것이 BON이 가진 가장 큰 특징이다. 이러한 비대칭적인 에너지 장벽 덕분에, 속도와 신뢰성이 서로 충돌하던 기존의 한계를 한 번에 완화할 수 있게 된다. 기존 공정이나 셀 구조의 큰 변화 없이 새로운 소재와 밴드 구조 설계를 통해 플래시 메모리 성능과 신뢰성을 개선했다는 점에서 의미를 갖는다.

고교 부문 금상을 수상한 박원비씨는 로켓의 가변 분사기인 ‘핀틀 인젝터’과 회오리 분사 방식인 ‘스월 인젝터’를 결합한 ‘핀토스월(PINTOSWIRL) 인젝터’를 액체로켓 엔진에 적용해 금상을 수상했다. 연료와 산화제가 잘 섞이지 않아 불꽃이 불안정해지는 기존 로켓의 문제를 스월장치를 활용해 해결한 연구다.

밀도 차이로 인해 혼합과 연소가 잘 이뤄지지 않았던 추진제에 회전 운동을 적용해 연료와 산화제의 균일한 혼합을 유도함으로써, 기존 로켓 엔진의 연소 불안정 문제를 해결했다. 원비씨는 “직선으로 분사되던 저밀도 추진제가 회전 분사를 통해 분무각이 넓어지면서 무거운 추진제와 고르게 섞였고, 그 결과 불꽃이 한쪽으로 쏠리지 않으며 연소 안정성이 개선됐다”고 설명했다.