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'전자소자'통합검색 결과 입니다. (4건)

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잉크처럼 재료 뿌려 만드는 '만능 전자소자' 나왔다

필요에 따라 기능을 자유자재로 바꿀 수 있는 만능 전자소자가 개발됐다. 한국연구재단(이사장 홍원화)은 연세대학교 강주훈 교수 연구팀이 잉크처럼 뿌려 만드는 2차원 나노재료로 트랜지스터와 다이오드, 그리고 광센서 기능을 자유롭게 바꿀 수 있는 재구성형 소자 기술을 개발했다고 8일 밝혔다. 재구성형 소자는 구조가 복잡, 정교한 장비 등이 필요하다. 전극 설계도 복잡해 산업응용에 한계가 있었다. 연구팀은 용액공정 기반 2차원 나노 재료를 기판 전체에 균일하게 뿌리는 방법을 고안했다. 이 방법으로 하나의 게이트 전극만으로도 트랜지스터 또는 다이오드처럼 작동하도록 설계했다. 먼저 연구팀은 2차원 반도체인 이황화지르코늄(ZrS2)를 산화시켜 형성한 산화지르코늄(ZrO2-x) 절연층 위에 반도체 재료인 몰리브덴 다이설파이드(MoS2)를 수직으로 쌓은 이종접합 소자를 제작했다. 전기적 기능이 상이한 두 재료를 수직으로 적층한 간단한 소자 구조지만, 다양한 기능을 구현할 수 있다. 또, 산화지르코늄 절연층의 산소결함을 활용해 빛에 반응하는 속도 조절에도 성공, 빠른 감응 속도와 장기 기억 특성을 모두 갖춘 새로운 방식의 광센서를 구현했다. 강주훈 교수는 "고속 영상처리, 인지형 센서 등에 활용 가능한 재구성형 광소자 플랫폼으로 확장될 수 있는 기반이 마련될 수 있을 것"이라며 "기기 내부에 높은 밀도로 집적하는 인공지능 하드웨어 기술에 적용할 수 있을 것"으로 기대했다. 연구결과는 국제학술지 '네이처 일렉트로닉스'에 5월 6일 온라인으로 게재됐다.

2025.05.08 16:37박희범

세계 첫 상온 양자역학 현상 발견…"성능 10배 우수한 소자개발 가능"

국내 연구진이 상온에서 구현되는 양자 역학 현상을 세계 처음 발견했다. 10배 정도 뛰어난 고효율의 차세대 양자 소자 개발이 기대된다. 과학기술정보통신부는 KAIST 이경진·김갑진 교수와 서강대학교 정명화 교수 공동연구팀이 세계 최초로 상온에서 양자역학적 스핀 펌핑 현상을 발견했다고 30일 밝혔다. 국제학술지 '네이처'(현지시간 1월29일)에 게재된 이 연구 결과는 세 가지 점에서 눈길을 끌었다. 기존 스핀트로닉스 연구가 고전역학적인 관점으로 자화운동을 해석해왔다면, 이 연구는 스핀트로닉스에서 양자역학적인 접근이 필수적임을 증명했다. 이는 스핀트로닉스 기술이 단순한 전자소자 응용을 넘어 양자 기술의 핵심적인 기반이 될 수 있음을 보여준다는 점에서 의미가 크다. 스핀 연구의 패러다임을 바꿀만한 연구 성과라는 것이다. 특히, 대부분의 양자역학적 현상은 극저온에서만 관측되는 것과 달리, 이번 연구는 상온에서 양자역학적 스핀 펌핑 현상을 관측했다는 점에서 연구팀들은 큰 의미를 부여했다. 또 다른 의미는 재료-측정-이론 각 분야의 전문성이 결합된 공동연구의 성공사례라는 점이다. 정명화 교수 연구팀은 먼저 철로듐합금(FeRh) 박막을 고품질로 제작하는데 성공했다. 김갑진 교수 연구팀은 FeRh의 독특한 자기 상전이를 활용해 스핀을 만들어낼 수 있을 것이라는 아이디어를 제시했다. 실험을 통해 예상보다 훨씬 큰 스핀전류가 관측되었지만 그 의미를 해석하지 못하던 중, 이경진 교수 연구팀이 양자역학적인 스핀 펌핑 개념을 제안하고 이를 추가적인 실험과 이론으로 증명했다. 정명화 교수는 "상전이 순간에 발생하는 스핀을 측정하기 위해서는 나노초(10의 9승초) 수준의 짧은 시간 동안 매우 작은 신호를 정밀하게 포착할 수 있는 기술이 필요하다"며 "오랜 시간 반복적인 측정을 통해 데이터를 축적해야 하기 때문에 끈기와 노력이 요구된다"고 말했다. 정 교수는 "공동 제1저자인 이택현 박사가 실시간 스핀 측정법을 스스로 제안하고 이를 구현했다"며 "박민태 박사는 끈기 있는 측정을 통해 양자역학적인 스핀 펌핑 현상을 실증했다"고 칭찬했다. 정 교수는 또 "기존 고전역학적 방식에 비해 10배 이상의 스핀 전류를 생성하는 방법을 제시한 것도 차세대 전자 소자 개발에 기여할 것"으로 기대했다. 스핀펌핑 방법으로 양자소자 제작 가능성 제시 전자는 전기적인 성질인 전하와 자기적인 성질인 스핀을 동시에 갖고 있다. 물질 내에서 전자가 이동하는 현상인 전류는 전하가 이동해 발생하는 전하 전류와 스핀의 이동으로 발생하는 스핀 전류로 나뉜다. 대부분의 전자기기는 전하 전류로 작동한다. 하지만 전류가 흐를 때 전자가 물질 내부 원자와 충돌하기 때문에 필연적으로 열이 발생하고, 이는 에너지 소모량 증가와 효율 저하로 이어진다. 이를 극복하기 위해 스핀 전류를 이용해 전자 소자를 만드는 연구를 진행 중이다. 이를 '스핀트로닉스(spintronics)'라고 한다. 스핀트로닉스 기술 구현의 핵심은 스핀 전류를 생성하는 것으로, 스핀 전류 생성의 여러 방법 중 하나는 스핀 펌핑(spin pumping)이다. 스핀 펌핑은 자성체와 비자성체를 접합했을 때, 스핀이 세차운동에 의해 자성체에서 비자성체로 이동하는 현상이다. 고전역학으로 생성되는 스핀 전류는 크기가 작아 실제 전자 소자에는 활용이 제한적이었다. 이를 국내 연구진이 세계 처음으로 극복한 것이다. 정명화 교수는 “기존 스핀트로닉스 연구는 고전적인 스핀 운동을 이용해 온 반면, 이번 연구는 스핀의 양자적인 특성을 활용해 응용 측면에서도 더 효과적이라는 점을 증명한 것에 의의가 있다”고 밝혔다.

2025.01.30 21:04박희범

건국대 연구팀, 중수소 활용 신소재 개발…차세대 디스플레이 기술 선도

건국대학교는 이위형 재료공학과 교수(교신저자)팀이 노스웨스턴대학교 이정훈 박사(재료공학과, 제1저자), 충남대학교 구자승 교수(유기재료공학과, 교신저자)와 공동으로 중수소를 활용한 새로운 소재 기술을 개발해 차세대 디스플레이 기술의 안정성과 성능을 크게 향상할 수 있는 방법을 제시했다고 20일 밝혔다. 연구 결과는 재료 분야 대표 권위지인 Advanced Functional Materials(IF = 18.5)에 11월 27일 온라인 게재됐다. 중수소는 수소의 동위원소로, 원자핵에 중성자가 하나 더 있는 독특한 구조를 가지고 있다. 자연계에 극미량 존재하지만, 이러한 구조적 특성 덕분에 첨단 소재 개발에서 새로운 가능성을 열어주고 있다. 중수소는 차세대 디스플레이 기술에서 전자 소자 성능과 안정성을 높이는 데 중요한 역할을 하고 있다. 유기발광다이오드(OLED) 기술에서는 발광층 수소를 중수소로 치환함으로써 내열성을 크게 향상했고, 이는 OLED 수명 연장과 효율 개선으로 이어졌다. 그러나 활성층에 중수소를 직접 도입하는 기존 방식은 높은 생산 비용이라는 한계를 가지고 있었다. 연구팀은 이러한 한계를 극복하기 위해, 중수소를 포함한 절연성 고분자(PMMA, PS)를 유기 반도체와 혼합해 새로운 방식의 상분리 구조를 제안했다. 이를 통해 활성층에 중수소를 직접 도입하지 않아도 고이동도와 열적 안정성은 물론, 지속적인 전압에 따른 성능 안정성을 동시에 개선할 수 있었다. 실험 결과, 중수소 기반 고분자 블렌드 소자는 기존 범용 고분자보다 뛰어난 전기적 특성과 고온 환경에서의 안정성을 보였다. 또 장시간 전압을 가했을 때도 성능이 유지됐다. 이 기술은 기존 제조 공정과도 호환됐다. 연구팀은 이번 연구 기술이 차세대 유연 디스플레이의 스위칭 소자 개발에 핵심적인 역할을 할 것으로 기대했다. 연구팀 관계자는 “중수소를 활용한 트랜지스터 기술은 고성능과 안정성을 동시에 제공하며, 특히 유연성과 내구성이 중요한 응용 분야에서 큰 영향을 미칠 것”이라며 “이는 디스플레이 산업을 넘어 전자 소자 성능을 재정의하며, 새로운 산업 패러다임을 열어갈 중요한 계기가 될 것”으로 전망했다. 이번 연구는 건국대 재료공학과 이위형 교수와 충남대 구자승 교수가 교신저자로 참여했다. 제1저자인 이정훈 박사는 건국대학교 유기나노시스템공학과를 졸업한 후 서울대학교 재료공학부에서 박사학위를 받고 현재 노스웨스턴대학교에서 박사후연구원으로 활동 중이다. 또 건국대 임수환 학생과 충남대 김민송 학생이 공동 제1저자로 참여했으며, 중수소 치환에 따른 양자역학적 계산은 건국대 물리학과 이훈경 교수팀이 진행했다. 과학기술정보통신부의 중견연구사업 및 산업통상자원부 지원으로 수행한 이번 연구는 한국원자력연구원의 중성자 산란 실험 협조로 이뤄졌다.

2024.12.20 12:57주문정

삼성전기 서정욱 상무, '전자·IT의 날' 대통령 표창 수상

삼성전기 서정욱 상무가 22일 '제19회 전자·IT의 날' 시상식에서 국내 소재 및 부품 산업의 경쟁력 강화에 기여한 공로로 대통령 표창을 수상했다. 전자·IT의 날 행사는 2005년 전자 수출 1,000억 달러 돌파를 기념해 제정됐고, 전자·IT 산업 발전과 국가 위상 향상에 기여한 유공자를 대상으로 산업훈장, 산업포장, 대통령 표창, 국무총리 표창, 장관 표창 등을 포상한다. 삼성전기 전자소자사업팀장 서정욱 상무는 1999년 삼성전기 입사해, 인덕터, 탄탈 캐패시터 등 세계 최고의 전자소자를 개발, 제조하며 국내 수동부품 산업의 경쟁력을 높였다. 특히, 2013년에는 인덕터용 저손실 나노결정 분말을 세계 최초로 개발해 상용화에 성공했다. 국내 재료 개발 업체를 발굴해 일본에 의존하던 수동부품의 재료 국산화에 크게 기여한 것이다. 또한, 2023년에는 독창적인 코일 형상 설계와 인쇄 공법을 통해 2개의 코일을 하나의 칩으로 구현한 박막형 커플드 인덕터를 세계 최초로 개발해 국내 수동부품 산업의 기술력을 한 단계 끌어올렸다. 서정욱 상무는 "이번 수상으로 삼성전기의 전자소자 개발 기술력이 입증되어 영광이다"며, “삼성전기가 가진 세계 최고 기술력을 바탕으로 AI 및 자동차 분야의 고객에게도 최적의 솔루션을 제공하겠다"고 말했다. 삼성전기는 1996년부터 인덕터를 개발, 생산하고 있으며, 2011년부터 새로운 타입의 박막형 파워인덕터를 개발, 소형화에서는 업계 최고 수준의 기술력을 인정받고 있다.현재, 전자소자를 제2의 MLCC로 육성하고 있으며, IT에서 축적한 기술을 바탕으로 AI·전장용 제품 라인업을 확대중이다.

2024.10.22 08:36이나리