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100배 이상 해상도 높인 차세대 퀀텀닷 프린팅 기술 개발
우리 대학 신소재공학과 정연식 교수 · 전덕영 명예교수 공동 연구팀이 차세대 퀀텀닷 LED(QLED) 기반 디스플레이 실현에 핵심적인 기술인 풀 컬러(적·녹·청) 퀀텀닷 패터닝 프린팅 기술 개발에 성공했다고 6일 밝혔다. 퀀텀닷이란 별도의 장치가 없어도 크기와 전압에 따라 스스로 다양한 빛을 내는 수 나노미터(1 나노미터는 100만분의 1 밀리미터) 크기의 반도체 입자다. 연구팀은 풀 컬러 퀀텀닷 배열의 해상도를 최대 14,000ppi(인치당 픽셀 수) 까지 구현하는데 성공했다. 이 해상도는 현재 8K 디스플레이의 해상도인 117ppi 보다 약 100배 이상에 달한다. 연구팀은 또 기존 퀀텀닷 나노 패턴 구현 방법과는 원리가 다른 초 저압 전사 프린팅 방법을 세계 최초로 개발해, 패턴의 해상도와 프린팅 수율 및 퀀텀닷 발광소자 성능을 극대화하는 데도 성공했다. 우리 대학 신소재공학과 남태원 박사과정이 제1 저자로, 김무현 박사과정이 제2 저자로 참여한 이번 연구는 국제학술지 `네이처 커뮤니케이션스 (Nature Communications)' 6월 16일 字 온라인판에 게재됐다. (논문명: Thermodynamic-driven polychromatic quantum dot patterning for light-emitting diodes beyond eye-limiting resolution) 작년 10월 삼성디스플레이가 퀀텀닷 중심의 차세대 디스플레이 양산라인 구축 및 기술개발에 2025년까지 약 13조 원 규모의 투자계획을 발표하는 등 이제 퀀텀닷 소재는 디스플레이용 핵심 소재로 부상하고 있다. 하지만 퀀텀닷 소재는 OLED 발광 소재와는 달리 용매에 녹아 분산돼 있는 형태로 존재하기 때문에 기존 디스플레이 패터닝 기술을 적용하기 어려웠다. 이를 해결하기 위해 잉크젯 프린팅이나 리소그래피와 같은 공정을 적용하고 있지만, 양산성 및 해상도 측면에서 제한적이거나 공정 과정 중에 퀀텀닷의 효율이 크게 떨어지는 문제가 발생한다. 연구팀은 이런 문제해결을 위해 퀀텀닷의 용매 성분을 미세하게 조절해 수 나노미터에서 수천 나노미터급 주형에 선택적으로 스스로 조립하는 원리에 착안해 적용했다. 또한 조립된 퀀텀닷 미세 패턴을 분리한 후, 초 저압 방식으로 프린팅하는 기술을 개발해 풀 컬러 나노미터급 패턴을 100%에 달하는 수율로 구현했다. 특히 QLED용 퀀텀닷 패턴은 극도로 얇아서 외부 압력에 매우 민감하기 때문에 초 저압 전사 프린팅 기술을 활용해 패턴의 손상을 방지했는데 그 결과 QLED 소자의 성능이 기존 전사 프린팅 방식 대비 약 7배나 증가하는 결과를 확인했다. 연구팀 관계자는 "이번 연구 결과를 활용할 경우 적·녹·청 퀀텀닷 픽셀이 개별적으로 발광할 수 있는 초고해상도를 지닌 차세대 능동형 퀀텀닷 LED (Active Matrix QLED) 디스플레이 구현도 가능할 것ˮ이라고 내다봤다. 정연식 교수는 특히 "단일 퀀텀닷 크기를 갖는 극한 해상도 수준의 패턴도 구현이 가능해서 차세대 디스플레이 분야만 아니라 높은 민감도를 갖는 센서나 광학 소자로의 응용까지 기대된다ˮ라고 말했다. 한편, 이번 연구는 과학기술정보통신부 한국연구재단이 추진하는 미래 소재 디스커버리 사업(단장 최성율)의 지원을 받아 수행됐다.
2020.07.06
조회수 17653
공과대학 올해의 동문상에 임병연 롯데케미칼 대표이사 부사장
공과대학이 ‘올해의 자랑스러운 공과대학 동문’으로 임병연 롯데케미칼 대표이사 부사장을 선정했다. 시상식은 오는 12월 2일 오후 4시 30분 응용공학동(W1) 영상강의실에서 배충식 공과대학장, 최성율 공과대학 부학장, 이재우 생명화학공학과 학과장과 롯데케미칼 강경보 연구소장, 김규종 상무, 김휘찬 상무 등이 참석한 가운데 열린다. 제4회 KAIST 공과대학 올해의 동문상 수상자로 선정된 임병연 롯데케미칼(주) 대표이사는 생명화학공학과 박사 출신으로 롯데케미칼 신규사업과 롯데그룹 전반의 비전과 전략 밑그림을 그려 온 핵심인물로 꼽히고 있다. 임 대표이사는 특히 2019년 롯데케미칼 대표이사로 취임해 5월 국내 석유화학기업 최초로 미국 루이지애나에 셰일가스 기반 에탄크래커 공장을 준공해 석유화학 산업계에서 성공적으로 해외사업에 진출했다. 공과대학은 임 대표이사가 소재 국산화를 통한 뛰어난 기술력으로 국제 시장에서 입지를 확실히 하는 등 창의적인 엔지니어이자 선도적인 경영자로 국내 석유화학산업을 세계적인 수준으로 견인해 학교 명예를 높였다고 선정이유를 밝혔다. 임 대표이사에게 수여되는 상금 3백만 원은 수상자의 기부 의사에 따라 학과 발전기금으로 활용될 예정이다. 시상식을 마친 후에는‘석유화학산업동향과 롯데케미칼의 사업전략방향’이란 주제로 수상기념 강연과 함께 질의응답 등 후배 재학생들과의 대화 등이 예정돼 있다. 공과대학의 ‘올해의 동문상’은 산업기술 발전에 공헌하거나 뛰어난 학문 성취를 통해 학교의 명예를 높인 동문을 선정해 수여하는 상으로 2014년 제정됐다. 2014년 제1회 동문상은 유태경 ㈜루멘스 대표가, 2015년 제2회 수상자로는 넥슨 창업자인 김정주 ㈜NXC 대표, 2017년 제3회에는 이우종 전 LG전자 VC사업본부 사장이 각각 선정됐다.
2019.12.02
조회수 7916
산업디자인학과 2019 학부 졸업전시회 개최
우리 대학 산업디자인학과(학과장 남택진) 학부과정 졸업전시회가 11월 18일 시작되어 29일까지 주말을 제외한 총 10일간 대전 본원 학술문화관 비전관에서 개최된다. 산업디자인학과 졸업 전시회는 졸업을 앞둔 학부과정 학생들이 대학 생활에서 쌓은 디자인ᅠ지식과 경험을 바탕으로 창작한 결과물을 소개하는 정기 행사다. 이번 전시는 새로운 기술이 범람하는 시대에 디자인의 가치를 재고(再考)하고 그것을 `디자인 결과물'로 실현하기 위해 “디자인 실현(Realizing the Design)”이라는 주제를 선정했다. 순수한ᅠ제품 디자인에서부터ᅠ여러 센서를 종합한 가상현실 작품에 이르기까지 총 12종의 작품이 이번 전시를 통해 소개된다. □ 졸업전시회 참여 작품명 및 요약내용 1. Rolle(강우재): 막대기와 줄을 이용한 DIY 멀티 테이블: 누구나 쉽게 만들 수 있어요. 2. Tumbs-up(강채영): 카페 브랜드와 손님을 연결해주는 새로운 텀블러 시스템 3. Anymal(곽대현): “아이에게 대신 전달해드릴게요!” 4. Verifood(김혜령): 자취생을 위한 검증된 레시피와 전자레인지 모듈이 포함된 음식 배달 서비스 5. Lewis(마동혁): “충분히 듣고, 줄을 서서 기다린 다음, 말하세요” 기반 팀 미팅 모더레이터 6. Typecoder(박광은): 웹 플렛폼을 통해 만들어지고, 공유되고, 사용되는 프로그램 기반 폰트 포맷 7. Lumin(박현주): 운전자와 어린이의 시야를 가리지 않도록 도와주는 어린이용 우산 8. Blow-yancy(배수정): 중성 부력 트레이닝을 위한 다이빙 VR 장치 9. Disk-it(안치은): 취미 활동을 즐기는 사람을 위한 유형의 커스텀 온라인 음악 플레이리스트 인터페이스 10. Drink’O(윤덕진): 확장된 주류 경험을 위한 구독 기반 주류 공유 서비스 11. DeMist(이우진): 가리개 자동 서리 제거를 위한 전면 헬멧 부착물 12. Diplore(지연희): 유튜브 입문자를 위한 장비 공유 서비스 그동안 산업디자인학과 건물에서 진행했던 졸업전시회는 보다 많은 KAIST 구성원과 작품을 공유하기 위해 올해부터 비전관에서 개최된다. 지난 11월 15일는 본 전시에 앞선 개막식 행사가 진행되었으며 채수찬 대외부총장, 문수복 학술문화원장, 최성율 공과대학 부학장, 남택진 산업디자인학과장 등이 참석해 전시회에 참여한 학생들에게 응원과 축하의 메시지를 전달했다. 남택진 산업디자인 학과장은 "산업디자인학과 관계자뿐만 아니라 KAIST의 모든 구성원이 보다 가까운 곳에서 전시회를 관람할 수 있도록 비전관에서 개최하게 되었다ˮ며 "진학·취업 등 새로운 인생의 막을 시작하는 학생들에게 이번 전시회 준비가 좋은 추억과 경험으로 쌓이길 바란다”고 밝혔다. 〈졸업전시회 오프닝 행사 및 비전관에서 진행중인 졸업 전시회 현장 〉 한편, 이번 전시회에 참여한 졸업 예정자들의 작품은 12월 4일부터 8일까지 나흘간 서울 코엑스에서 열리는 서울디자인페스티벌에도 출품되어 대중에게 선보일 예정이다.
2019.11.22
조회수 9140
OPEN KAIST 2019 개최
우리대학은 교내 연구·실험실 및 연구센터 등의 연구 현장을 공개하는 `OPEN KAIST 2019' 행사를 10월 31일과 11월 1일 이틀간 대전 본원 캠퍼스에서 개최한다. 2001년에 시작돼 올해로 10회째를 맞는 OPEN KAIST는 학교가 개최하는 가장 큰 규모의 과학문화 확산 행사로 공과대학(학장 배충식)의 주관으로 열린다. 2년마다 개최되는 OPEN KAIST는 세계적인 성과를 창출하는 KAIST 연구 현장을 개방하는 것은 물론 방문객이 다채롭게 체험할 수 있는 프로그램을 마련해 과학에 대한 궁금증을 풀어주고 있다. 또한, 이를 통해 미래의 과학기술을 이끌어 갈 청소년들에게 꿈과 희망을 심어주는 계기를 마련하고 있다. 올해 행사에는 기계공학과·항공우주공학과·전기및전자공학부·전산학부·건설및환경공학과·원자력및양자공학과·문화기술대학원 등 16개 학과와 인공위성연구소·헬스사이언스연구소·IT융합연구소 등 3개 연구센터 등이 참여한다. 이들 학과 및 연구센터는 행사 기간 동안 ▲연구실 투어 ▲체험 및 시연 ▲연구 성과 전시 ▲학과소개 ▲특별 강연 ▲동아리 등 6개 분야에서 총 56개의 프로그램을 운영한다. 그중에서도 김정·박형순·박수경·구승범 기계공학과 교수 연구실이 참여하는 `모션캡처 카메라 시스템을 이용한 인체 운동 측정' 프로그램에서는 인체 관절의 위치를 3차원으로 측정해 재활공학·재활로봇 등에 활용하는 연구를 소개한다. 또한, 방문객이 몸에 직접 마커를 붙인 뒤 20여 대의 모션캡처 카메라로 즉석에서 움직임을 촬영한 뒤 이를 통해 인체의 운동을 측정하는 체험을 해볼 수 있다. 문화기술대학원에서는 노준용 교수 연구실이 전면 스크린을 넘어 양쪽 벽면까지 총 3면을 스크린으로 활용하는 몰입형 다면 극장 상영 시스템인 ScreenX를 소개하고 전용관에서 콘텐츠를 상영한다. 남주한 교수 연구실에서는 악보를 입력하면 템포·세기·페달 등을 조절해 사람처럼 피아노를 연주하는 AI 피아니스트가 관람객을 맞이한다. 또한, 최성율 전기및전자공학부 교수 연구실에서는 3D 안경을 착용하지 않고도 화면을 입체적으로 볼 수 있는 디스플레이를 시연한다. 최한림 항공우주공학과 교수 연구실에서는 조종사들이 가상의 공간에서 훈련할 때 사용하는 Virtual-Constructive(VC) 연동 시뮬레이터를 공개하고 방문객이 간단한 비행 조종을 체험할 수 있는 프로그램을 마련했다. 한종인 건설및환경공학과 교수 연구실에서는 최근 사회 문제가 부각되고 있는 미세먼지에 관한 해법을 소개한다. 빗방울이 공기 중의 미세 먼지를 감소시키는 현상에서 착안한 공기청정기를 소개한다. 기존의 필터 교체식 방법과는 다르게 물을 이용해 유지보수가 쉬우면서도 비용이 많이 들지 않는 기술이다. 이와 함께, KAIST 교수들의 특별강연도 진행된다. 원자력및양자공학과에서는 `원자력과 방사선에 관한 오해와 진실'이라는 주제로 대중과 소통한다. 원자력과 방사선에 관해 막연하게 퍼져있는 두려움을 학술적인 근거를 통해 해소하고 원자력의 역할과 필요성에 대해 함께 생각해볼 수 있는 시간을 마련할 예정이다. 배충식 공과대학장은 "KAIST의 실제 연구가 이루어지는 현장을 개방해 국민의 눈높이에서 직접 보고 체험할 수 있는 기회를 제공하기 위해 OPEN KAIST를 마련했다ˮ고 밝혔다. 배 학장은 이어 "KAIST는 차세대를 이끌어갈 글로벌 리더를 양성하는 교육과 더불어 4차 산업혁명 시대를 선도하는 창의적이고 도전적인 연구를 통해 인류의 삶에 기여하는 대학으로 국민에게 더 가까이 다가설 것”이라고 강조했다. 한편 `OPEN KAIST 2019'는 별도의 사전 신청 없이 행사 당일 안내소에서 배포하는 책자를 이용해 본인이 희망하는 프로그램을 자율적으로 관람할 수 있다. 세부적인 프로그램과 일정은 홈페이지(openkaist.ac.kr)를 통해 확인이 가능하다. 행사문의: 공과대학 교학팀(042-350-2493).
2019.10.28
조회수 9820
소재 부품 장비 분야 글로벌 경쟁력 강화 토론회 개최
우리대학이 오는 14일 국회에서 `소재·부품·장비 분야 글로벌 경쟁력 강화 토론회'를 개최한다. 소재·부품·장비 분야의 핵심 원천기술 경쟁력 강화 방안을 논의하는 자리로 이종걸(더불어민주당) 의원과 노웅래 과학기술정보방송통신위원장(더불어민주당)이 공동으로 주최하고, KAIST가 주관한다. 소재·부품·장비는 우리나라 주력 산업의 뿌리이자 4차 산업혁명 시대의 기술 경쟁력 핵심요소이자 최고의 제품만이 시장에서 살아남는 독과점 구조로 운영되고 있다. 일본이 장기간에 걸쳐 관련 분야의 기술을 축적하는 동안 국내 기업들은 글로벌 가치사슬 확장의 여파 및 경영 효율화 관점에서 대다수의 전략 품목 재료를 해외 수입에 의존해왔다. 그러나 일본의 화이트리스트 제외 사태를 계기로 이를 근본적으로 해결할 수 있는 국가적 전략을 경제 안보 차원에서 마련해야 한다는 필요성이 대두되고 있다. 14일 열릴 토론회에서는 산업계, 학계, 정부 등 각 분야의 전문가들이 소재·부품·장비 분야의 기술 현황 및 문제점과 그에 따른 대응 방안을 논의하고 원천 핵심기술 경쟁력 확보를 위한 정책을 제안할 예정이다. 신성철 KAIST 총장은 `대한민국, 과학기술 기반 경제 강국 전략'을 주제로 기조 발표에 나선다. 한국이 4차 산업혁명 시대의 기술 패권 경쟁에서 살아남으려면 기술 기반의 경제 강국을 실현해야 한다는 점을 강조하고 특히, 소재·부품·장비 산업의 글로벌 경쟁력을 제고할 수 있는 전략을 중점적으로 제시할 예정이다. 소재 분과에서는 정연식 KAIST 신소재공학과 교수가 `혁신소재: 인류사의 게임 체인저'를 주제로 인류사에서 소재의 의미와 발전사를 설명한다. 이와 함께 대학의 소재 연구 사례 및 정부 출연연구기관의 소명을 언급하고 산·학·연 간의 상생 방안 등 소재 분야 R&D 정책 방향을 제언할 예정이다. 부품 분과에서는 장재형 GIST 전기전자컴퓨터공학부 교수가 `우리나라 부품산업 위기와 기회'를 주제로 소재·부품·장비 분야의 당면 과제를 역설한다. 또한, 부품사업 기술 경쟁력 확보 방안 및 과학기술특성화대학의 역할에 대해서 논할 예정이다. 장비 분과에서는 황철주 주성엔지니어링(주) 회장이 `4차 산업혁명 시대에서의 대한민국의 경쟁력'을 주제로 발표한다. 반도체·디스플레이 산업의 세계적인 경쟁력을 구축하기 위한 기업의 전략을 소개하고 국가 전략기술 보유 기업의 육성과 지원책을 제언할 예정이다. 분과별 발제자 외에도 최성율 KAIST 소재부품장비기술자문단 단장, 권기석 과학기술정보통신부 성장동력기획과 과장, 김명운 ㈜디엔에프 대표가 토론 패널로 참석한다. 소재·부품·장비 분야 기술력 확보 방안의 타당성을 비롯해 R&D 투자의 시의적정성, 정부 정책의 실효성 등 산업과 기술을 활성화 시킬 수 있는 전반적인 방안에 관하여 심도 있게 논의할 예정이다. 토론회 좌장을 맡은 박현욱 KAIST 연구부총장은 "이번 토론회를 통해 소재·부품·장비 분야 핵심원천기술 경쟁력을 확보할 수 있는 구체적인 전략을 마련하고 이를 성공적으로 실행하기 위한 산·학·연·관의 협력 방안을 찾아나갈 좋은 기회가 될 것으로 기대한다ˮ고 밝혔다.
2019.10.11
조회수 9264
정연식, 전덕영, 장민석 교수, 팝콘 구조의 퀀텀닷 나노복합 소재 개발
우리 대학 신소재공학과 정연식 교수, 전덕영 교수, 전기 및 전자공학부 장민석 교수 공동 연구팀이 팝콘처럼 내부에 공기주머니가 가득한 고분자 매질과 퀀텀닷이 융합된 새로운 발광 소재를 개발하는 데 성공했다. 연구팀은 이 기술을 활용해 퀀텀닷의 광 발광(Photoluminescence) 특성이 순수 퀀텀닷 필름과 비교해 최대 21배까지 증가하는 것을 확인했다. 김건영, 김신호, 최진영 연구원이 1 저자로 참여한 이번 연구는 미국 화학회가 발간하는 국제학술지 ‘나노 레터스(Nano letters)’ 9월 3일 자 온라인판에 게재됐다. (논문명: Order-of-Magnitude, Broadband-Enhanced Light Emission from Quantum Dots Assembled in Multiscale Phase-Separated Block Copolymers) 수년 전 국내 대기업이 퀀텀닷 LED TV를 출시하고 차세대 퀀텀닷 올레드(OLED) TV 출시를 발표하면서 퀀텀닷 소재는 디스플레이용 핵심 소재로 떠올랐다. 하지만 일반적으로 순수 퀀텀닷 필름은 광흡수도와 광추출도가 높지 못하고 인접한 퀀텀닷 간의 상호작용으로 광 효율이 매우 낮아지는 문제가 있었다. 문제 해결을 위해 공동 연구팀은 블록공중합 고분자를 습도가 제어된 환경에서 코팅해, 고분자와 물 입자 사이를 미세하게 분리했다. 이후 수분을 빠르게 증발시키면서 형성되는 미세한 공극 구조에 퀀텀닷이 고르게 배열된 소재를 개발하는 데 성공했다. 이는 마치 옥수수를 가열하면 내부의 수분이 수증기로 팽창해 빠져나가면서 속이 빈 팝콘 구조가 형성되는 원리와 유사하다. 연구팀은 이 다공성 고분자 매질을 활용하면 빛과 고분자 매질의 상호작용이 극대화돼 퀀텀닷 복합소재의 광흡수도와 광추출도가 각각 4~5배씩 증가하는 것을 발견했다. 또한, 블록 공중합 고분자는 수 나노미터(nm) 크기의 상분리 구조를 스스로 내부에 형성해 퀀텀닷 입자들을 고르게 분산시켜 줌으로써 퀀텀닷 간 상호작용에 의한 발광 강도 감소 현상도 크게 낮춰 준다. 연구팀은 이번 연구 결과를 청색 LED 발광 소재로 적용했을 때 순수 퀀텀닷 대비 7배 이상의 발광 강도 향상 및 45% 이상의 내구도 향상 효과가 있음을 확인해 차세대 마이크로 LED 디스플레이로 적용 가능성을 기대한다고 밝혔다. 이번 기술은 국내 특허로 등록됐으며, 미국 등 해외 특허 심사 중이다. 정연식 교수는“개발한 복합소재 매질은 가시광 전 파장 범위에서 발광 강도 증대 효과가 있어 퀀텀닷 이외에도 다양한 발광 소재에 적용될 수 있을 것으로 기대한다”라며 "이 기술을 활용하면 값비싼 발광 소재를 적게 사용하고도 우수한 발광 특성을 구현할 수 있어 차세대 디스플레이 원가 경쟁력 향상에 기여할 수 있다”라고 말했다. 이번 연구는 과학기술정보통신부 한국연구재단이 추진하는 미래소재디스커버리사업(단장 최성율)의 지원을 받아 수행됐다. □ 그림 설명 그림1. 블록공중합 고분자 및 퀀텀닷으로 이뤄진 나노 복합소재 그림2. 블록공중합 고분자 및 퀀텀닷으로 이뤄진 나노 복합소재 개념도
2019.09.30
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원천기술 개발 돕는 ‘소재·부품·장비 기술자문단’ 설치
지난달에 이어 2일 일본이 우리나라를 수출심사 우대대상 국가인 화이트 국가에서 제외하는 2차 경제보복을 단행한 직후 국내기업들의 핵심소재·부품·장비 원천기술 개발을 돕기 위해 우리 대학이 발 벗고 나섰다. 지난 주말 신성철(Shin, Sung-Chul) 총장 등 주요 보직교수들이 참석한 비상 간부회의에서 반도체·에너지·자동차 등 주요산업 분야의 핵심소재·부품·장비업체들의 원천기술 개발지원을 위해 `KAIST 소재·부품·장비 기술자문단(KAMP: KAIST Advisors on Materials & Parts)'을 설치키로 확정하고 5일부터 본격적인 가동에 들어간다. KAIST는 이어 `기술자문단'의 지속적인 운영을 위한 후속 조치로 재정적·제도적 정비도 곧 추진키로 하는 한편 향후 운영 성과 등을 보고 지원 범위와 대상 등을 확대하는 방안도 마련할 계획이다. 신성철 총장은 이에 앞서 토요일인 지난 3일 오후에 KAIST 전 교수들에게 보낸 이메일 서한을 통해 "과거 무력이 주도하던 시대에는 군인이 나라를 지키는 전사였지만 4차 산업혁명 기술패권 시대에는 과학기술인들이 나라를 지켜야 한다ˮ고 말했다. 신 총장은 또 "KAIST는 과학기술 분야 고급인재 양성과 연구개발을 위한 국가적인 사명을 가지고 출범해 지난 48년간 이러한 시대적 사명을 성공적으로 완수해 왔다ˮ고 역설했다. 신성철 총장은 이어 "한·일 무역전쟁으로 촉발된 현재의 국가적 위기상황에서 새로운 시대적 사명을 감당하기 위해 단기적으로는 소재·부품·장비 분야에서 국내 중견·중소기업들의 애로 기술개발을 자문하는 `119 기술구급대' 격인 기술자문단의 출범 사실을 알리고 중장기적으로는 KAIST가 해당 분야의 글로벌 경쟁력을 높이는데 국가 전위대 역할을 해야 한다ˮ고 강조했다. KAIST가 5일 발표한 자료에 따르면 일본의 수출규제 영향권에 들어설 것으로 유력한 1,194개 품목 중 우선 159개 소재·부품 등 관리 품목과 연관된 중견·중소기업의 애로기술 개발지원과 자문을 위해 자문단장 1명과 기술분과장 5명, 명예교수와 현직교수 등 100여 명의 자문위원으로 구성된 `KAIST 소재·부품·장비 기술자문단'을 출범시켰다. 자문단장은 전사적 차원의 지원 및 대응을 위해 최성율(Choi, Sung-Yool) 現 공과대학 부학장이 맡았다. 이어 기술분과는 ◆첨단소재분과(팀장: 이혁모(Lee, Hyuck Mo)·신소재공학과장) ◆화학·생물분과(팀장: 이영민(Rhee, Young Min)·화학과장) ◆화공·장비분과(팀장: 이재우(Lee, Jae Woo)·생명화학공학과장) ◆전자·컴퓨터분과(팀장: 문재균(Moon, Jaekyun)·전기 및 전자공학부장) ◆기계·항공분과(팀장: 이두용(Lee, Doo Yong)·기계공학과장) 등 모두 5개 분과로 이뤄지는데 관련 분야 학과장인 교수가 팀장직을 수행한다. 이밖에 기술분과마다 해당 분야의 명예교수와 현직교수 등 前·現職 교수가 20여 명씩 참여해 모두 100여 명으로 구성된 자문위원을 중심으로 주력산업 공급망에 결정적인 영향을 미치는 159개 핵심품목과 관련한 중견·중소기업의 국산 원천기술 개발지원에 나설 방침이다. 신성철 총장은 "중견·중소기업 요청에 신속하고 정확한 대응을 위해 전담접수처를 운영하고 접수 즉시 각 분과 팀장이 자문위원 중 담당 교수를 지정해 관련 애로기술에 대한 진단 등 기업 현황 분석과 함께 지속적인 모니터링, 그리고 연구개발 계획 수립 및 참여를 통해 문제해결에 이르기까지 밀착 지원하는 원스톱 서비스 제공을 목표로 하고 있다ˮ고 설명했다. 신 총장은 또 "기술자문단은 KAIST 산학협력단 등 관련 조직과 유기적인 협력을 통해 전 주기적인 기술자문을 수행함으로써 반도체·친환경 자동차·에너지 저장장치 등 미래 먹거리 산업에서 우리나라가 핵심소재·부품·장비 분야의 명실상부한 기술독립국으로서 혁신성장을 가속화 할 수 있도록 기반을 닦는데 KAIST가 사회적 역할과 책임을 다할 것ˮ이라고 강조했다. 한편 KAIST로부터 기술자문을 희망하는 중견·중소기업은 기술자문 전담접수처인 042-350-6119로 직접 문의하거나 이메일( smbrnd@kaist.ac.kr )로 신청하면 된다.
2019.08.05
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2019 리서치데이 개최(Research Day)
우리 대학이 4월 23일 오전 10시부터 대전 본원 학술문화관(E9) 5층에 있는 정근모 콘퍼런스홀에서 ‘2019 KAIST 리서치데이(Research Day)’를 개최한다. ‘리서치데이’ 행사는 주요 연구성과 소개를 통해 R&D 분야의 정보교류 기회를 제공하고, 상호 협력·소통하는 연구 문화조성으로 연구자들의 응집력을 높여 융합연구를 활성화한다는 취지로 KAIST가 지난 2016년부터 매년 개최하는 교내 연구자들의 축제다. 올해 행사에서는 연구부문 우수교원과 대표 연구성과 10선을 뽑아 포상한다. 이와 함께 최고 연구상인 ‘연구대상’ 수상자인 조병진 교수(전기및전자공학부)가 ‘반도체 소자와 에너지 소자 분야에서의 한계 돌파’를 주제로 강연에 나선다. 최근 반도체 소자는 7나노미터 이하의 극한까지 회로의 선 폭이 줄어들고 있는데 조 교수는 이에 따른 여러 가지 물리적·공정적 한계를 극복할 수 있는 새로운 반도체 기술을 소개한다. 또한, 에너지 소자 분야에서는 유연열전소자의 새로운 응용 분야를 소개할 예정이다 조병진 교수는 차세대 나노 전자소자 및 플렉시블(flexible, 유연한) 에너지 소자 분야에서 독창적 성과를 인정받은 연구자다. 반도체 소자 기술 분야에서 240편 이상의 저널 논문과 300편 이상의 학회 논문을 발표했으며 50건 이상의 특허를 취득했다. 또한, 지난 2015년 프랑스의 기술평가기관 넷엑스플로(Netexplo)에서 주관하는 IT 분야 신기술 어워드 에서 그랑프리를 수상한 바 있다. 이밖에 박용근 교수(물리학과)와 박인철 교수(전기및전자공학부)가 각각 ‘연구상’ 수상자로 선정됐으며, ‘이노베이션상’수상자로는 김문철 교수(전기및전자공학부)가 뽑혔다. 최성율 교수(전기및전자공학부)와 임성갑 교수(생명화학공학과), 박상희 교수(신소재공학과) 등 3명은 한 팀으로 융합 연구상을 받는다. 이들 수상자는 행사 기간 내 강연을 통해 연구에 대한 열정과 경험을 학부생 및 석·박사 과정 학생은 물론 동료 연구자들에게 전달할 예정이다. 한편, KAIST를 대표하는 R&D 연구성과 10선에는 ▲리드버그원자 양자컴퓨터(안재욱 교수·심흥선 교수(이상 물리학과) 공동수상) ▲상온의 탄소-수소 결합 촉매 반응(백무현 교수·화학과) ▲DNA 사이 막대 모양 이온의 역할 규명(김용운 교수·나노과학기술대학원) ▲자원 탐색 및 획득 조절 신경회로(김대수 교수·생명과학과) ▲뇌종양의 원인 규명과 새로운 치료법 (이정호 교수·의과학대학원) 등이 자연과학 및 생명과학 분야의 우수 연구성과로 선정됐다. 공학 분야에서는 ▲시공간 경계를 이용한 빛의 선형 주파수 변환 기술(민범기 교수·기계공학과) ▲투명 유연 포스 터치 센서(윤준보 교수·전기및전자공학부) ▲반도체 웨이퍼 내 결함 패턴 탐지(김희영 교수·산업및시스템공학과) ▲스핀 기반 로직 소자(박병국 교수·신소재공학과) ▲탄소 나노튜브 기반의 근접 암 치료 장비(조성오 교수·원자력및양자공학과) 등이 선정됐다. 행사장에서는 우수 연구성과 10선이 동영상을 통해 시연, 소개될 예정이며 시상식 후에는 오찬과 함께 연구자들 간의 교류 시간도 준비돼 있어 교수와 학생 등 KAIST 구성원은 물론 시민들도 누구든지 이 행사에 참여해 자유롭게 대화를 나눌 수 있다.
2019.04.17
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최성율 교수, 뉴로모픽 칩의 시냅스 구현
〈 최성율 교수 〉 우리 대학 전기및전자공학부 최성율 교수 연구팀이 멤리스터(Memristor) 소자의 구동 방식을 아날로그 형태로 변화해 뉴로모픽 칩의 시냅스로 활용할 수 있는 기술을 개발했다. 이 기술을 통해 기존의 디지털 비휘발성 메모리로만 이용되던 멤리스터를 아날로그 형태로 활용함으로써 인간의 뇌를 모사한 인공지능 컴퓨팅 칩인 뉴로모픽 칩의 상용화에 기여할 수 있을 것으로 기대된다. 장병철 박사(현 삼성전자 연구원), 김성규 박사(현 노스웨스턴대학), 양상윤 연구교수가 공동 1 저자로 참여하고 美 노스웨스턴 대학, KAIST 임성갑 교수가 공동으로 수행한 이번 연구는 나노과학 분야 국제 학술지 ‘나노 레터스 (Nano Letters)’ 1월 4일 온라인판에 게재됐다. 사람 뇌를 닮은 반도체로 알려진 뉴로모픽 칩은 기존의 반도체 칩이 갖는 전력 확보 문제를 해결할 수 있고 데이터 처리 과정을 통합할 수 있어 차세대 기술로 주목받고 있다. 멤리스터는 메모리와 레지스터의 합성어로, 메모리와 프로세스가 통합된 기능을 수행할 수 있다. 특히 뉴로모픽 칩 내부에 물리적 인공신경망을 가장 효과적으로 구현할 수 있는 크로스바 어레이(crossbar array) 제작에 최적인 소자로 알려져 있다. 물리적 인공신경망은 뉴런 회로와 이들의 연결부인 시냅스 소자로 구성되는데 뉴로모픽 칩 기반의 인공지능 연산을 수행할 때 각 시냅스 소자에서는 뉴런 간의 연결 강도를 나타내는 전도도 가중치가 아날로그 데이터로 저장 및 갱신돼야 한다. 그러나 기존 멤리스터들은 대부분 비휘발성 메모리 구현에 적합한 디지털의 특성을 가져 아날로그 방식의 구동에 한계가 있었고, 이로 인해 시냅스 소자로 응용하기 어려웠다. 최 교수 연구팀은 플라스틱 기판 위에 고분자 소재 기반의 유연 멤리스터를 제작하면서 소자 내부에 형성되는 전도성 금속 필라멘트 크기를 금속 원자 수준으로 얇게 조절하면 멤리스터의 동작이 디지털에서 아날로그 방식으로 변화하는 것을 발견했다. 연구팀은 이러한 현상을 이용해 멤리스터의 전도도 가중치를 연속적, 선형적으로 갱신할 수 있고 구부림 등의 기계적 변형 상태에서도 정상 동작하는 유연 멤리스터 시냅스 소자를 구현했다. 유연 멤리스터 시냅스로 구성된 인공신경망은 학습을 통해 사람의 얼굴을 효과적으로 인식해 분류할 수 있고 손상된 얼굴 이미지도 인식할 수 있음을 확인했다. 이를 통해 얼굴, 숫자, 사물 등의 인식을 효율적으로 수행할 수 있는 유연 뉴로모픽 칩 개발의 가능성을 확보했다. 최 교수는 “멤리스터 소자의 구동 방식이 디지털에서 아날로그로 변화되는 주요 원리를 밝힘으로써 다양한 멤리스터 소자들을 디지털 메모리 또는 시냅스 소자로 응용할 수 있는 길을 열었다”라며 “고성능 뉴로모픽 칩 개발의 가속화에 기여할 수 있을 것이다” 라고 말했다. 이번 연구는 과학기술정보통신부 한국연구재단 글로벌프론티어사업 중 (재)나노기판소프트일렉트로닉스 연구단의 지원을 받아 수행됐다. □ 그림 설명 그림1. 플라스틱 기판 위에 제작된 유연 멤리스터 시냅스 소자 모식도
2019.02.11
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2018 리서치데이 개최
우리 대학이 ‘2018 KAIST 리서치데이’ 행사를 25일 본원 학술문화관 5층 정근모콘퍼런스홀에서 개최한다. 이 행사는 우리 대학이 최근의 주요 연구 성과를 소개하고 4차 산업혁명 관련 R&D 분야의 정보와 지식, 노하우 등을 공유해 융합 연구의 활성화에 기여하기 위해 마련됐다. 올해로 3회째를 맞는 리서치데이 행사는 연구 부문 우수교원 포상, 대표 연구 성과 10선 선정, 우수 연구자 강연, 축하공연 등의 순서로 진행된다. 2018 리서치데이 연구대상은 전기및전자공학부 김종환 교수, 연구상은 항공우주공학과 방효충 교수와 전기및전자공학부 권인소 교수가 선정됐다. 리서치데이 연구대상은 직전 5년간의 연구계약과 지식재산권 및 로열티 수입 실적 등의 성과를 종합해 선정된다. 연구상은 직전 1년간의 연구 성과를 종합한다. 이노베이션상은 전산학부의 한동수 교수, 융합연구상은 전기및전자공학부 김준모 교수와 건설및환경공학과 명현 교수가 한 팀으로 각각 수상한다. 대표 연구 성과 10선으로는 △초고속 동작 자기메모리 핵심 기술(물리학과 김갑진 교수) △이중 안정점을 가진 포텐셜계(수리과학과 변재형 교수) △염기성 금속을 이용한 선형과 고리형 알카인 분자의 선택적인 탈수소화 촉매 반응(화학과 백무현 교수) △패혈증 원인물질인 박테리아 내독소가 생체 내에서 인식되고 면역활성화를 유도하는 메커니즘 구성(의과학대학원 김호민 교수) △멤리스터 기반의 섬유형 웨어러블 전자소자 및 회로 기술 개발(전기및전자공학부 최양규 교수, 최성율 교수 공동수상) △점진적 가변형 모델에 기반한 해마 형태학 연구(전산학부 박진아 교수) △구조물 안전성 향상을 위한 가속도계 및 GPS-RTK 융합을 통한 구조물 6자유도 동적거동 정밀계측 시스템 개발(건설및환경공학과 손 훈 교수) △종양 내 인공수용체 전달을 통한 종양 표적치료기술(바이오및뇌공학과 박지호 교수) △휴미코타: 세라믹 3D 프린팅을 통한 가습기 디자인 개발(산업디자인학과 배상민 교수) △고안정성 초박막 이온성 고분자 박막 제작 기술(생명화학공학과 임성갑 교수) 등 자연과학분야 3건, 생명과학분야 1건, 공학분야 6건이 선정됐다. 우리 대학은 이날 행사에서 10선에 뽑힌 연구 성과물에 대해 시상하고 동영상을 통해 참석자들에게 소개하는 시연회를 가질 예정이다. 시상식 후 연구대상 등 우수한 연구 성과를 이룬 연구자들의 강연을 통해 연구 성과를 공유하고 교류하는 시간도 준비돼 우리 대학 구성원은 물론 일반시민들도 행사에 참여할 수 있다.
2018.05.23
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최성율, 박상희 교수, 전자기기용 저전력 멤리스터 집적회로 개발
우리 대학 전기및전자공학부 최성율 교수와 신소재공학과 박상희 교수 공동 연구팀이 메모리와 레지스터의 합성어인 멤리스터(Memristor)를 이용해 저전력 비휘발성 로직-인-메모리 집적회로를 개발했다. 레지스터, 커패시터, 인덕터에 이어 4번째 전자 회로 소자인 멤리스터를 통한 기술로 새로운 컴퓨팅 아키텍처(하드웨어와 소프트웨어를 포함한 컴퓨터 시스템 전체 설계방식)를 제공할 수 있을 것으로 기대된다. 장병철, 남윤용 박사과정이 공동 1저자로 참여한 이번 연구는 재료분야 국제 학술지 ‘어드밴스드 펑셔널 머티리얼즈(Advanced Functional Materials)’ 1월 10일자 표지 논문으로 게재됐다. 4차 산업혁명 시대는 사물인터넷, 인공지능 등의 정보통신 기술 기반을 통해 발전되고 있으며 이는 사용자 친화적인 유연, 웨어러블 기기를 활용해 제공될 것으로 보여진다. 이러한 측면에서 저전력 배터리를 기반으로 한 소프트 전자기기의 개발에 대한 필요성이 커지고 있다. 하지만 기존 트랜지스터로 구성된 메모리와 로직회로 기반의 전자 시스템은 문턱전압 이하 수준의 트랜지스터 누설 전류(subthreshold leakage current)에 의한 대기전력 소모로 인해 휴대용 전자기기로의 응용에 한계가 있었다. 또한 기존 메모리와 프로세서가 분리돼 있어 데이터를 주고받는 과정에서 전력과 시간이 소모되는 문제점도 있었다. 연구팀은 문제 해결을 위해 정보의 저장과 로직 연산 기능을 동시에 구현할 수 있는 로직-인-메모리 집적회로를 개발했다. 플라스틱 기판 위에 비휘발성의 고분자 소재를 이용한 멤리스터, 산화물 반도체 소재를 이용한 유연 쇼트키 다이오드 선택소자(Schottky Diode Selector)를 수직으로 집적해 선택소자와 멤리스터가 일대일로 짝을 이루는 1S-1M 집적소자 어레이를 구현했다. 연구팀은 기존의 아키텍처와는 달리 대기 전력을 거의 소모하지 않는 비휘발성 로직-인-메모리 집적회로를 구현해 새로운 컴퓨팅 아키텍처를 개발했다. 또한 어레이 상에서 소자 간에 흐르는 스니크(sneak) 전류라고 불리는 누설 전류 문제도 해결했다. 그 밖에도 연구팀의 기술은 병렬 컴퓨터 방식인 하나의 명령어로 여러 값을 동시에 계산하는 단일 명령 다중 데이터 처리(Single-Instruction Multiple-Data, SIMD)를 구현했다. 최 교수는 “멤리스터와 선택소자의 집적을 통해 유연한 로직-인-메모리 집적회로를 구현한 이번 연구는 유연성과 저전력성을 가진 메모리와 로직을 동시에 제공한다”며 “모바일 및 웨어러블 전자시스템의 혁신을 가져 올 수 있는 원천기술을 확보했다는 의의를 갖는다”고 말했다. 이번 연구는 과학기술정보통신부 한국연구재단이 추진하는 글로벌프론티어사업 등의 지원을 받아 수행됐다. □ 그림 설명 그림1. 저널에 게재된 표지논문 사진 그림2 유연 멤리스티브 비휘발성 로직-인-메모리 회로와 소자 단면 고해상도 투과전자현미경 이미지 그림3. 비휘발성 메모리 소자 응용을 위한 인가전압에 따른 소자 성능 확인 그림4. 유연 1S-1M 집적 소자 어레이의 병렬 로직 연산
2018.02.13
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최성율 교수, 이차원 소재 이용한 초저전력 유연메모리 개발
〈 최성율 교수, 장병철 박사과정 〉 우리 대학 전기및전자공학부 최성율 교수와 생명화학공학과 임성갑 교수 공동 연구팀이 2차원 소재를 이용한 고집적, 초저전력 비휘발성 유연 메모리 기술을 개발했다. 연구팀은 원자층 두께로 매우 얇은 이황화몰리브덴 채널 소재와 고성능의 고분자 절연막 소재를 이용해 이 기술을 개발했다. 우명훈 석사(현 삼성전자 연구원)와 장병철 박사과정 학생이 공동 1저자로 참여한 이번 연구는 국제적인 재료분야 학술지 ‘어드밴스드 펑셔널 머티리얼즈(Advanced Functional Materials)’ 11월 17일자 표지 논문으로 게재됐다. 사물인터넷, 인공지능, 클라우드 서버 기술 등의 등장으로 인해 메모리 중심의 컴퓨팅 전환과 함께 웨어러블 기기 산업의 수요 증가로 고집적, 초저전력 비휘발성 유연 메모리에 대한 필요성이 커지고 있다. 특히 원자층 두께의 매우 얇은 이황화몰리브덴 반도체 소재는 최근 포스트 실리콘 소재로 주목받고 있다. 이는 얇은 두께로 인해 기존 실리콘 소자에서 나타나는 단채널 효과를 억제해 고집적도 및 전력 소모 측면에서 장점을 갖기 때문이다. 또한 얇은 두께로 인해 유연한 특성을 가져 웨어러블 전자소자로의 응용이 가능하다는 이점이 있다. 하지만 이황화몰리브덴 반도체 소재는 불포화 결합(dangling bond)을 갖지 않는 표면 특성으로 인해 기존의 원자층 증착 장비로는 얇은 절연막을 균일하고 견고하게 증착하기 어렵다는 한계가 있다. 게다가 현재의 액상 공정으로는 저유전율 고분자 절연막을 10나노미터 이하로 균일하게 대면적으로 증착하기가 어려워 저전압 구동이 불가능하고 포토리소그래피 공정과 호환이 이뤄지지 않았다. 연구팀은 문제 해결을 위해 ‘개시제를 이용한 화학 기상증착법(initiated chemical vapor deposition, iCVD)’을 이용해 고성능의 고분자 절연막을 개발해 해결했다. 연구팀은 iCVD 공정을 이용해 이황화몰리브덴 반도체 소재 위에 10나노미터 두께의 터널링 고분자 절연막이 균일하고 견고하게 증착됨을 확인했다. 연구팀은 기존의 이황화몰리브덴 반도체 메모리 소자가 20V 이상의 전압으로 구동되는 반면 이번에 제작한 소자는 10V 부근의 저전압으로 구동됨을 확인했다. 최 교수는 “인공지능, 사물인터넷 등 4차산업혁명의 근간인 반도체 소자기술은 기존 메모리 소자를 뛰어넘는 저전력성과 유연성 등의 기능을 갖춰야 한다”며 “이번 기술은 이를 해결할 수 있는 소재, 공정, 소자 원천 기술을 개발했다는 의의를 갖는다”고 말했다. 이번 연구는 과학기술정보통신부 한국연구재단이 추진하는 글로벌프론티어사업, 미래소재 디스커버리 사업 등의 지원을 받아 수행됐다. □ 그림 설명 그림1. Advanced Functional Materials 표지 그림2. 제작된 비휘발성 메모리 소자의 개념도 및 소자 단면 고해상도 투과전자현미경 이미지
2017.12.18
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