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김도헌 교수(서울대) 연구팀은 반도체 양자점의 전하 및 스핀 상태도를 고주파 반사계수 측정법으로 고속 측정하는데 성공하여 이 결과를 Applied Physics Letters 지에 게재 하였습니다 (2019년 5월) |
반도체 양자점의 스핀 자유도는 긴 결맞음 시간을 가지고 고속의 양자상태 제어가 가능해 양자정보 기술의 기본 소자인 큐비트 구현에 적합한 플랫폼으로 주목 받고 있습니다. 연구팀은 다중 양자점의 고속 측정기술을 바탕으로 최근 2개 스핀 큐비트 구현에 성공 하였으며, 이어서 높은 상태 충실도의 스핀 얽힘 상태를 생성하고 얽힘의 양을 측정하는 연구를 수행하고 있습니다.
이영호 교수(포스텍)와 한순규 교수(KAIST)가 각 분야의 Gordon research conference (이하 'GRC)에 참여하였습니다. |
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홍콩에서 6월에 열린 carbohydrate(탄수화물) 분야 GRC에 참여한 이영호 교수는 “비대칭 금속 촉매 기반 복잡 구조 다당류를 효율적으로 합성할 수 있는 새로운 집합적 방법의 개발”이 라는 주제로 포스터를 발표하였습니다. 이 자리에는 미국화학회 Claude S. Hudson Award를 2009년 수상하였고 현재 독일 BBAW(베를린-브란덴부르그한림원) 멤버인 Peter Seeberger 교수 및 미국화학회 (ACS) 저널 편집장 등 다수의 전문가들이 모여 carbohydrate 합성 및 기능에 대한 최신 연구 결과를 공유하고 열띤 토론을 하였습니다.
또한 한순규 교수는 6월 미국 Salve Regina Univ.에서 Heterocyclic Compounds(헤테로고리 화합물) 분야 GRC에서 에서 (-)-FD-838과 (-)-cephalimysin A의 전합성에 대한 연구내용을 포스터로 발표하였으며, 연구 내용에 관심을 가진 Corteva Agriscience(다우듀폰에서 분리된 농산업 분야 독립회사)에서는 한교수 연구실에서 합성되는 다양한 천연물 및 중간체의 생리활성을 테스트하기로 하는 등 국제적 네트워크를 공고히 하는 기회가 되었습니다.
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KAIST 임성갑 교수는 기존 비아 홀(via-hole) 공정 없이도 금속을 다중으로 상호 연결할 수 있는 기술을 개발하여 신개념 3차원(3D) 유기집적소자를 구현하였습니다. |
유기 트랜지스터 기반 집적회로는 구부리거나 접어도 그 특성을 그대로 유지할 수 있어, 유연한 디스플레이나 몸에 두를 수 있는 센서 등에 적용할 수 있는 장점이 있지만, 화학적 용매 · 플라스마 · 고온 등에 쉽게 손상되는 한계를 보이는 단점을 가지고 있어 일반적인 식각 공정을 적용할 수 없는 한계를 가지고 있었습니다.
임성갑 교수는 포스텍 김재준 교수와 협업하여, 절연막에 비아홀을 뚫는 기존 방식에서 벗어나, 유기물 반도체의 손상 없이 안정적인 금속 전극 접속을 위해 패턴된 절연막을 직접 쌓는 방식을 택하였습니다.
미래기술육성과제로 수행한 i-CVD공정 기반 절연체를 적용하여 5층이상의 3차원(3D) 수직적으로 분포된 트랜지스터들을 상호 연결해 인버터, 낸드, 노어 등 다양한 디지털 논리 회로를 구현하는 데 성공하였습니다.
제작된 트랜지스터 소자는 유기 반도체 소자에 손상을 주지 않아, 소자의 신뢰성과 균일성 측면에서 탁월한 특성을 보여 다양한 반도체 집적회로 구현에 핵심적인 역할을 할 것으로 기대되고 있고, 이 연구 결과는 Nature Communication지에 발표 되었습니다 (2019년 6월).
양희준 교수(성균관대)는 2017년부터 2차원 소재의 상전이(물-얼음의 변화와 비슷한 현상) 및 양자 터널링 전류 기반 초저전력 반도체 소자를 개발하고 있습니다. |
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2차원 소재 중 질화붕소 (h-BN)와 그래핀을 활용하여, 두 개의 수직 터널링 소자 기반의 ‘2차원 자가 선택 메모리’를 개발하여, 높은 선택 성능과 금속 저항 문제를 해결했습니다.
결과적으로 낸드플래쉬 기반 메모리 소자보다 1000배 적은 에너지로 100배 빠른 테라비트급 집적도를 갖는 고속 메모리 소자를 구현할 수 있는 기술을 Nature Communications지에 보고하였습니다 (2019년 7월).
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이재석 교수(GIST) 연구팀이 넓은 비표면적과 분자수준의 결정구조를 갖는 고분자 복합물질을 개발한 연구 결과를 Nanoscale지에 게재했습니다 (2019년 8월). |
전도성 고분자는 유연하고 가벼워 다양한 미래 전자 소재로 주목을 받고 있습니다. 하지만 고분자의 사슬 얽힘 현상과 내부에 불규칙적 구조가 존재하기 때문에 전자의 이동을 방해한다는 단점이 있습니다. 연구팀은 두 전도성 단량체를 연결시킨 전구체로 고결정성 고분자를 중합하는 합성 기술을 이용하여 2D 나노 소재인 그래핀 옥사이드 위에 성장시킨 결과, 분자 수준의 높은 결정구조를 형성하여 고분자 내부의 전자이동이 증가된 결과를 확보하였습니다. 또한 고결정성의 고분자와 2D 나노소재인 그래핀 옥사이드 복합소재는 넓은 표면적을 가지기 때문에 전자 소자 뿐만 아니라 에너지 저장소자에 적용될 수 있을 것으로 기대됩니다.
김지한 교수(KAIST), 문회리 교수(UNIST) 공동 연구팀은 컴퓨터 설계 기반의 이론적 디자인을 통한 새로운 금속 유기 구조체 합성 과정을 Nature Communications지에 발표했습니다 (2019년 8월). |
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금속 유기 구조체는 다공성 물질로서, 표면적이 넓고 기공의 물리-화학적 특성을 세밀하게 조절할 수 있어 차세대 다공성 재료로 주목 받고 있습니다. 최근 다른 소재와의 혼합을 통해 금속 유기 구조체 복합재료를 합성함으로써 기능을 다양화하거나 단점을 보완하는 연구가 활발히 진행되고 있습니다.
그러나 복합재료에서 금속 유기 구조체와 다른 소재가 경계면에서 서로 어떻게 결합하는지에 대한 정보가 부족하여 새로운 복합재료를 디자인 하고 합성하는데 한계가 있었습니다. 이에 김지한 교수팀은 직접 개발한 알고리즘을 활용해 8만여 개 금속 유기 구조체 데이터를 분석하고 양자역학 계산으로 안정적인 구조를 예측하였고, 시뮬레이션 결과를 바탕으로 제안된 6종류의 새로운 금속 유기 구조체 복합재료를 문회리 교수팀이 성공적으로 합성함으로써 시뮬레이션으로 예측된 구조가 실제로 합성될 수 있음을 증명했습니다.
연구팀의 모델은 세계 최초로 나노 다공성 복합물질을 이론적으로 디자인해 합성까지 성공한 사례로서, 향후 새로운 복합재료 개발에 필요한 시간과 비용을 획기적으로 줄여 촉매나 바이오 센서 분야의 발전에 파급 효과를 가져올 수 있을 것으로 기대하고 있습니다.
윤원섭 교수(성균관대), 강용묵 교수(고려대) 공동 연구팀은 리튬이온 전지 충방전 과정 중에 구조변화가 가역적으로 일어나는 소재를 개발하여 이 결과를 Nature Communications지에 발표하였으며, Editors' Highlights 로 선정되었습니다 (2019년 9월). |
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충방전 과정에서 일정량 이상의 양이온이 움직이게 되면 층간 구조가 무너지고 회복되지 않아 충전용량을 100% 사용할 수 없게 만드는 문제가 발생합니다. 이에 연구팀은 망간계 산화물인 버네사이트(Birnessite)를 활용하여 층과 층 사이에 존재하는 결정수(crystal water)의 양 및 위치에 따라 층간 간격 등 구조적 특징을 제어할 수 있다는데 착안하여 기존의 비가역적 구조 변화를 가역적으로 만들 수 있고, 이에 따라 양극소재의 이론적 충전용량을 100% 활용할 수 있는 가능성을 제시하였습니다.
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이경진 교수(고려대) 연구팀은 신규 자성소재를 적용하여 Magnetic Domain Wall (MDW)-MRAM의 소비 전력을 95% 이상 절감시킬 수 있는 원천기술을 세계 최초로 개발하였습니다. |
기존 MDW-MRAM은 초고속 처리가 가능하고 전력을 공급하지 않아도 데이터를 장기간 저장할 수 있는 장점이 있으나, 고밀도 데이터 저장을 위해 필요한 구동 전류가 너무 높은 문제가 있어 왔습니다.
미래기술육성사업의 과제를 통해, 이경진 교수 연구팀은 기존에 사용되어 왔던 강자성 소재(Ferromagnets)를 가돌리늄-코발트-철(GdCoFe) 기반의 페리자성 소재(Ferrimagnets)로 변경하면 구동 전류 효율이 20배 이상 개선됨을 이론 및 실험 연구를 통해 확인하였고, 연구팀은 자성 소재 내부에 스핀이 전달되는 정도와 구동 전류 효율이 밀접하게 연관되어 있음에 주목하였습니다.
페리자성 소재를 적용할 경우 강자성 소재 대비 스핀 전달이 20배 정도로 매우 커, 소비전력을 기존 대비 95% 이상 절감시킬 수 있는 돌파구를 제시하였고, 이 연구 결과는 Nature Electronics지에 발표되었습니다 (2019년 9월).
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남좌민 교수(서울대)가 자연계에 존재하는 또는 인공적으로 만든 세포막 지질층에 플라즈모닉 나노입자를 인터페이싱 시키고 이를 바이오 기술 및 의학 기술에 활용하는 다양한 연구 내용을 Accounts of Chemical Research에 발표하였습니다(2019년 9월). |
Accounts of Chemical Research는 특정 주제에 대한 최신 연구내용을 그 분야 최고 전문가가 작성하여 발표하는 화학 분야 최고의 저널 중 하나입니다. 이 남좌민 교수가 수행하고 있는 삼성미래기술육성사업 통해 새롭게 개발된 세포막 나노태블릿 연구내용을 중심으로 발표된 논문으로, 이 분야가 세계적으로 각광을 받기 시작하고 있고 남좌민 교수가 이 분야의 권위자로 인정을 받았다는 점에서 의의가 크다고 할 수 있습니다. 앞으로 이 기술은 스마트 바이오센서, 인텔리전트 세포 인터페이싱 플랫폼, 바이오컴퓨팅 칩 등을 개발하는데 있어서 새로운 패러다임을 제시할 수 있을 것으로 기대를 모으고 있습니다. |
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이 논문은 저널의 Supplementary Cover로 선정이 되었으며 Accounts of Chemical Research에서 'Nanochemistry for Plasmonics and Plasmonics for Nanochemistry'를 주제로 만들고 있는 Special Issue에 포함될 예정입니다. 이 스페셜 이슈에는 남좌민 교수가 미국의 Naomi Halas(Rice University; Associate Editor, Nano Letters)와 스페인의 Luis Liz-Marzan(CIC biomaGUNE; Associate Editor, ACS Nano)과 함께 Guest Editor로 활동 중이며, plasmonics 관련 세계 최고의 대가들이 기여할 20편 정도의 논문들로 구성될 예정입니다. |
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양준성 교수(성균관대) 연구팀은 적층 메모리 구조에서 머신러닝 및 보안 데이터 관리를 안정적으로 처리하기 위한 기술을 컴퓨터 설계 및 자동화 국제 학회 DAC (Design Automation Conference)에 발표하였습니다 (2019년 6월). |
본 연구는 적층형 메모리에서 각 층별 오류 확률을 고려한 데이터 관리를 진행하는 방식으로 데이터의 신뢰성을 확보에서 높은 향상도를 보였습니다. 3차원 적층 구조를 활용하여 머신러닝 및 보안 데이터를 처리하는 학계에서의 첫 번째 성과이며, 이를 통해 안정적인 컴퓨팅 시스템 운영에 도움을 줄 수 있을 것이라 기대됩니다.
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심병효 교수(서울대) 연구팀은 연구논문을 낮은 랭크를 갖는 행렬을 복원하기 위한 기법을 정리한논문을 IEEE Access 저널에 발표하였습니다 (2019년 7월). |
본 연구에서는 위상 복원, 위치 추정, 추천 시스템, 손상된 영상 복원 등 다양한 응용분야를 갖는 낮은 랭크를 갖는 행렬을 복원하기 위한 다양한 기법들을 정리하였으며 컨벌루션 뉴럴 네트워크(convolutional neural network:CNN)에 기반한 행렬 복원 기법을 새로이 제안하였습니다.
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유창식 교수(한양대) 연구팀은 Stochastic analog signal processing 기술을 적용하여 구현한 고해상도 analog-to-digital converter에 대한 연구 결과를 IEEE Transactions on Circuits and Systems-II에 게재하였습니다 (2019년 7월). |
해당 연구에서는 Oversampling analog-to-digital converter에 linear quantizer 대신 불규칙한 산포를 활용하여 선형적인 특성을 갖도록 하는 stochastic quantizer를 사용함으로써 quantizer의 면적과 전력 소모를 줄일 수 있었습니다. 또한, Stochastic quantizer의 뒤에 digital accumulator를 추가함으로 stochastic quantizer에 필요한 단위 회로의 숫자를 최소화할 수 있습니다. 해당 기술을 적용한 oversampling analog-to-digital converter는 0.9-V의 공급전압에서 4-MHz의 신호 대역폭을 가지며 3.6-mW를 소모하면서 72.5-dB의 SNDR 특성을 달성하였습니다.
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김선경 교수(경희대) 연구팀은 텅스텐 나노필름이 코팅된 2차원 광결정 구조의 적외선 복사 증대 결과를 Nano Letters에 게재하였습니다 (2019년 9월). |
2차원 광결정 구조의 표면을 둘러싸고 있는 텅스텐 필름의 두께가 나노미터 수준에 도달할 때 적외선 대역의 복사율이 광터널링 효과에 의해 급격히 증대되는 t현상을 실험적으로 규명하였습니다. 이를 활용하여 열적 안정성 및 경제성이 뛰어난 고효율 열광전발전기를 제작하였습니다. 광터널링 복사 증대 원리는 실온 구조의 복사스펙트럼 제어에 확대 적용되어 현재 복사냉각기술 연구에 활용되고 있습니다.
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김휘강 교수 (고려대) 연구팀이 ITU-T SG17 의 Q13 (Intelligent Transportation System) 에 connected vehicle 용 IPS (침입방지시스템)인 "X.ipscv: Methodologies for intrusion prevention systems for connected vehicles” 을 제안하여 신규 워크아이템으로 채택되었고 main editor 를 맡게 되었습니다. (2019년9월). |
기존에 제안하여 채택된 차량용 침입탐지시스템 (IDS) 관련 표준안인 ITU-T X.itssec-4 은 2020년에 determination 을 예정해 두고 있고, X.itssec-4 에 이어서 차량용 침입차단시스템 (IPS) 표준안인 X.ipscv 의 editorship 을 맡게 되어 스마트카 네트워크 보안 표준 분야를 주도하고 있습니다.
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김태환 교수(서울대) 연구팀은 On-device용 Neural Processor 저전력 회로 설계의 핵심 기술인 Power 공급 및 Clock 신호 흐름의 동적 차단 연구 결과를 설계자동화 학술 대회인 ICCAD(International Conference on Computer-Aided Design)에 2편 발표 예정입니다 (2019년 11월). |
기존의 접근 방식은 실질적인 응용에 맞는 회로의 내부 작동 구조의 특성을 반영하지 못해 동적 흐름 차단 기능에 따른 부가적 회로의 상당한 전력 소모 부담이 있는 반면 본 연구의 차단 기술은 실질적인 회로의 특성에 맞게 특화된 신 개념의 알고리즘과 부가적 회로 설계 방식을 고안한 것으로 보다 향상된 전력 소모 감소 혜택을 볼 수 있습니다.
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김남권 교수(조선대)는 한국과학기술단체총연합회에서 수여하는 2019 과학기술우수 논문상을 수상하였습니다 (2019년 7월). |
매년 국내학술지에 발표한 우수 논문을 대상으로 시상을 하며, 올해는 이학부문에서 총 29편이 선정, 그 중 김남권 교수는 유체 방정식의 해의 존재성과 폭발 조건에 관련된 ‘Global existence for a partially linear 3D Euler flow(대한수학회지)’ 논문으로 수상을 하게 되었습니다.
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심지원 교수(한양대)가 학술지 eLife의 Developmental Biology 분야 Board of Reviewing Editor (BRE)로 위촉되었습니다 (2019년 7월). |
eLife는 2012년 처음 출간된 생명과학 분야 오픈 액세스 저널로 합리적이고 투명한 논문 심사 과정으로 높은 평가를 받고 있습니다.
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김상규 교수(KAIST)가 한국생태학회 정기학술대회에서 제12회 여천생태학상을 받았습니다 (2019년 8월). |
여천생태학상은 기초생태학 분야에서 연구업적이 탁월하고 장래가 촉망되는 차세대 생태학자를 표창하기 위해 2005년 제정되었습니다.
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황철상 교수(포스텍)가 제15회 경암상 생명과학 부문 수상자로 선정되었습니다
(2019년 9월). |
경암상은 송금조 태양그룹 회장이 1,000억원을 사회에 환원해 2004년 만든 경암교육문화재단이 매년 학술분야에서 창의적이고 탁월한 업적으로 국가와 인류사회 발전에 크게 공헌한 학자를 발굴하여 시상하고 있습니다.
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김용성 교수(아주대)가 200만번째 특허의 발명자로 청와대에 초청되어 대통령으로부터 특허증을 직접 전달 받았습니다 (2019년 9월). |
'엔도좀 탈출구조(세포내 흡입에 의해 만들어지는 막주머니) 모티프 및 이의 활용'이라는 제목의 본 특허는 치료용 항체를 종양세포 내부로 침투시켜 암 유발물질의 작용을 차단하고 종양의 성장을 억제하는 바이오 기술로, 항체가 세포질 안으로 들어가지 못해 치료 효과가 떨어지는 기존 항암제의 단점을 극복할 수 있다고 합니다.
특허권자는 주식회사 오름 테라퓨틱 이승주 대표로 국내 대기업과 글로벌 제약사에서 두루 경험을 쌓은 뒤 2016년 8월 김용성 아주대 교수와 오름테라퓨틱을 공동창업하였습니다.
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정성욱 교수(연세대) 연구팀은 제 20회 반도체 설계대전에 참가 하여 인공지능 기반 이미지 up-scaling 하드웨어 작품을 통해 산업자원부 장관상을 수상 하였습니다. (2019년 9월) |
한국반도체 산업 협회에서 주관하는 반도체 설계 대전에서 인공지능 알고리즘을 이용한 이미지 up-scaling 기술을 chip과 FPGA로 구현한 “초해상도 복원작업에 적용 가능한 인공지능 기반 고성능 하드웨어 설계” 작품을 출품하여 산업통상자원부 장관상을 수상하였습니다. 수상작품은 COEX에서 열리는 SEDEX2019에 전시될 예정입니다.