-
최양규 교수, 5단 나노선 통한 D램-플래시 융‧복합메모리 개발
우리 대학 전기 및 전자공학부 최양규 교수와 이병현 박사과정이 나노선의 5단 수직 적층 기술을 통해 D램과 플래시 메모리 동작이 동시에 가능한 융합메모리 반도체 소자를 개발했다.
이번 연구 결과는 나노 분야 학술지 ‘나노 레터스(Nano Letters)’ 8월 31일자 온라인 판에 게재됐다.
메모리 반도체는 정보화 기술 사회의 핵심 기기로서 국내 반도체 산업의 주력 제품이다. 메모리 반도체 분야는 크게 D램과 플래시 메모리로 양분되는데 이는 각 메모리가 가진 고유 특성 때문이다.
D램은 빠른 동작속도를 자랑하지만 휘발성 메모리이기 때문에 안정적 정보 저장을 위해 전력이 많이 소모된다. 반면 플래시 메모리는 D램에 비해 느린 동작속도가 문제점으로 지적된다.
연구팀은 D램과 플래시 메모리 기능이 하나의 트랜지스터 안에서 동시에 동작하는 전면-게이트 실리콘 나노선 구조 기반의 융합 메모리 소자를 제안했다.
그러나 이 구조는 트랜지스터의 소형화에 따른 나노선 면적 감소로 인해 동작 전류도 같이 감소됐고 이는 메모리 소자 성능의 저하로 이어졌다.
문제 해결을 위해 연구팀은 전면-게이트 실리콘 나노선을 수직으로 5단까지 쌓았다. 이러한 5단 수직 집적 실리콘 나노선 채널을 보유한 융합 메모리소자는 단일 나노선 기반의 메모리 소자와 대비해 5배의 향상된 성능을 보였다.
이 연구를 통해 시스템 레벨에서 칩 사이즈의 소형화 및 전력 효율의 개선, 패키징 공정 단순화를 통한 제작비용 절감 등이 가능하다. 시스템 안에서 칩 간의 간섭효과를 줄여줌으로써 시스템 전체 속도 향상에도 기여가 가능해 융합 메모리의 실효성이 높아질 것으로 기대된다.
또한 수직 집적 나노선 구조는 말 그대로 위쪽으로 채널이 쌓여있기 때문에 단일 구조와 달리 면적이 증가되지 않아 집적도 향상에도 기여할 수 있다.
이러한 수직 집적은 지난 해 최양규 교수 연구팀에서 개발된 일괄 플라즈마 건식 식각 공정을 통해 이뤄졌다. 이병현 연구원은 이 기술을 통해 작년 비 메모리 반도체 소자 개발에 성공했고, 이번 연구를 통해 고성능 융합 메모리 소자를 개발했다.
최양규 교수는 “이번 연구를 통한 메모리 반도체의 제작 공정과 성능의 개선 및 높은 실효성이 기대된다”며 “궁극적으로는 메모리 반도체의 소형화를 계속 이어나갈 것으로 예상한다”고 말했다.
이병현 연구원은 “나노종합기술원의 강민호 박사를 포함한 관련 엔지니어들의 적극적 기술 지원이 큰 도움이 됐다”고 말했다.
이번 연구는 미래창조과학부 글로벌프론티어사업 스마트IT융합시스템 연구단과 미래유망융합파이오니아 사업의 씨모스(CMOS) THz 기술 융합 연구단의 지원을 받아 수행됐다.
□ 그림 설명
그림1. 전자 현미경 사진 및 투과 전자 현미경 사진
그림2. 고성능 융합메모리에 대한 요약 모식도
2016.09.21
조회수 8236
-
＇창업석사＇과정 9월 개설… 나스닥 상장 경험 교수가 실전 강의
기술창업을 기반으로 나스닥 또는 코스닥 시장 등에 상장 경험이 있는 교수진이 창업의 핵심과 본질을 가르치는 석사과정이 KAIST에 개설됐다. 이학 및 공학을 전공하는 학생들에게 창업실무를 체계적으로 가르쳐 기술 창업가 양성을 본격화하기 위한 KAIST의 시도이다.
KAIST 케이스쿨(K-School)은 교내 16개 학과와 공동으로 오는 9월 가을학기부터 첨단기술 기반의 창업가 육성을 위한‘창업융합전문석사(이하 창업석사)’과정을 운영한다.
‘창업석사’는 기존의 논문 작성의 석․박사 학위제도에서 벗어나 학생들에게 기업가정신을 교육시키고 졸업 후 실전 창업이 가능한 인재를 양성하기 위한 1년 과정의 학위제도이다.
학위는 기업가정신과 기술혁신 역량을 두루 갖춘 인재를 의미하는‘창업융합전문석사(Master of Entrepreneurship & Innovation)' 가 수여된다.
수업은 철저히 창업실무 중심으로 진행된다. 졸업 이수학점 33학점 중 21학점이 융합캡스톤디자인, 창업가 도구상자, 스타트업 재무와 마케팅, 스타트업 현장실습과 경영실제 등 창업과 관련된 과목이다. 기술개발에 필요한 전공과목은 12학점을 이수하면 된다.
인턴십도 현장의 문제해결 능력을 키우는 방향으로 차별화해 운영한다. 학생들은 팀 단위로 여름학기 동안 KAIST 동문기업 등을 방문해 기업의 애로기술을 파악하고 그 해결책을 제시하는‘융합 캡스톤디자인’프로그램에 반드시 참여해야 한다.
이를 통해 현장의 애로기술 발굴, 아이디어 도출과 설계, 시제품 제작에 이르는 과정을 수행하는 등 공학이론을 현장에 적용하고 사업화하는 경험을 하게 된다.
교수진은 교내 16개 학과의 교원과 창업경험을 가진 신규 교원으로 구성됐다. 12학점의 전공과목은 각 학과의 교수진이 강의하고 나머지 과목은 케이 스쿨(K-School)소속의 창업전담 교수들이 실무중심의 수업을 진행한다.
이를 위해 KAIST는 9월 1일 부로 미국 나스닥 시장에 회사를 상장시킨 경험을 가진 안성태 교수와 캡스톤 디자인 프로그램을 전공한 강남우 교수를 임용했으며, 향후 창업경험이 있는 교원도 지속적으로 선발할 계획이다.
안 교수는 미국 실리콘밸리에서 리디스 테크놀러지(Leadis Technology)를 창업한 후 2004년 나스닥에 회사를 상장시킨 경험이 있으며 최근까지 투자회사 에서 벤처파트너로 일했다.
KAIST는 올 가을학기부터 창업석사과정의 시범운영에 들어가며 2017학년도에는 20여 명의 학생을 선발해 창업인재 양성을 본격화 할 계획이다.
군 복무를 마치고 이번 가을학기에 입학예정인 김건희(26)씨는 “이스라엘의 엘리트들이 탈피오트(Talpiot)에 입대해 전공과 연계된 군복무를 하고, 군 제대 후 동일분야에서 벤처기업을 창업하는 것을 알게됐다”며“군의 실전경험을 토대로 창업에 대한 꿈을 이루기 위해 이번 과정에 입학했다”라고 말했다.
입학 예정자들의 관심도 뜨겁다. 2017학년 봄학기 선발과정에 60여 명이 지원해 3대 1의 경쟁률을 보이고 있다. 이중에는 △ 박사 이수 후 창업을 했다가 전문적 창업교육을 받기 위해 지원한 학생 △ 해외 MBA 졸업생 △ 대기업 출신 중 창업을 준비 중인 자 △ 기존의 KAIST 석․박사 졸업생 등도 있다.
이희윤 연구부총장은 “기존의 MBA 과정은 기업운영을 위한 경영교육이 강점인 반면 KAIST 창업석사는 창업 아이템 발굴부터 제품개발까지 기술창업 교육 전반에 강점이 있다”며 “기술 창업자들이 원하는 특화된 커리큘럼을 제공하겠다”라고 말했다.
학생들은 전원 KAIST 장학생으로 선발되어 등록금의 90%까지 장학금이 지급되며, 별도의 창업지원금도 제공된다.
이와 함께 24시간 창업 활동 공간인‘스타트업 빌리지(Startup Village)’도 제공된다. 스티브 잡스가 차고에서 애플을 만들었던 것처럼 여러 아이디어를 가진 학생들이 모여 창업에 대해 함께 토론할 수 있는 공간을 제공하자는 취지다.
KAIST는 이번 석사과정 입학생들에게 △ 교육과정을 통한 기업가정신 및 창업 전문지식 함양 △ 창업 경험이 있는 교수진의 창업활동 지원 △ KAIST 창업 프로그램 참여 △ 창업공간 지원 등을 제공해 원스톱으로 창업을 할 수 있도록 지원할 계획이다.
‘창업석사’를 총괄하는 이희윤 연구부총장은 “이번 과정은 KAIST의 탁월한 연구역량에 기업가정신 및 창업실무 커리큘럼을 추가했다”며“개발된 기술을 바로 사업화로 접목시킬 줄 아는 한국의 마크 주커버그를 키워 나갈 계획”이라고 말했다.
한편, ‘창업석사’는 핀란드 알토대학교의 알토 벤처 프로그램(Aalto Ventures Program)을 벤치마킹했다. 이 프로그램은 철저히 현장중심의 교육과정으로, 1년 동안 창업기회 포착 - 지식 및 기술 획득 - 통합적 프로젝트 경험에 맞춰 진행된다. 끝.
2016.08.31
조회수 7504
-
전 세계 뇌 과학자 한자리에 모인다
전 세계 뇌 과학자가 모여‘뇌와 IT 융합연구의 미래’를 모색하는 자리가 마련된다.
우리 대학과 한국계산뇌과학회는 다음달 2-7일 제주도 서귀포시 국제컨벤션센터 제주(ICC Jeju)에서‘제25회 국제 계산뇌과학회 연례회의(25th Annual Computational Neuroscience Meeting)'를 연다.
아시아에서는 처음 열리는 이번 회의는 국제계산뇌과학회(CNS)가 주최하는 행사 중 가장 큰 국제행사로 33개국 350여 명의 학자와 연구자가 참여한다.
바이오및뇌공학과 정재승 교수가 아시아 지역 대표 주관자로 참여하는 이번 행사에는 기조강연자와 연구자 등 총 70여 명이 참여해 발표와 토론을 진행한다.
첫 기조강연자로 나선 미국 시카고대학교 니콜라스 브루넬 교수는‘외피회로에서 학습규칙 추론을 위한 피질 계산과정’을 주제로 강연할 예정이다.
이어 △ 미국 솔크연구소 탓티아나 샤피 교수의‘신경회로 내의 세포 타입 이종성의 기능적 이점’△ 프랑스 국립과학연구원(CNRS) 알랭 덱스텍 교수의‘시각피질 신호 전파의 중간 레벨 모델링’ △ 일본 고등통신연구소(ATR) 미쯔오 카와토 교수의‘정신질환의 동적 상태와 바이오 마커’등의 기조강연도 열린다.
이와 함께 6-7일에는 총 7개 분과에서 65명의 발표자들이 연사로 참여해 그룹별 워크숍을 개최한다. 그룹별 주제는 △ 계산 뇌과학의 정보이론 △ 뇌 커넥톰 △ 신경신호의 통계적 분석 △ 통합 피질 모델 △ 신경망의 동적 이론 △ 피질의 기능적 네트워크 분석 △ 실시간 뇌전도 등이다.
이번 행사의 상세정보는 홈페이지(http://www.cnsorg.org/cns-2016-jeju)에서 확인 할 수 있다. 끝.
□ 행사 포스터
2016.06.30
조회수 7396
-
세계연구대학총장포럼 개최 … 연구 대학의 새 미래 모색
4차 산업혁명 도래에 따른 연구대학의 새로운 역할과 발전을 모색하기 위해 전 세계 연구대학 총장들이 서울에 모인다.
우리대학은 4월 11-12일 서울 그랜드 하얏트 호텔에서 ‘세계연구대학총장포럼 (2016 International Presidential Forum on Global Research Universities)’을 연다.
이번 포럼에는 전 세계 65개 대학 120여 명의 총장‧부총장급 인사가 참여한다. 졸업생들이 2000여 개의 벤처기업을 창업해 이스라엘을 창업국가로 만드는 데 기여한 테크니온 공대, 프랑스 국방부 지원 하에 최고의 기술 관료를 양성하는 에꼴 폴리테크니크, 현장 중심의 산학협력 교육모델로 관심을 받고 있는 캐나다 워털루 대학 등이 참여한다.
대륙별로는 유럽 28개 대학, 아시아 20개 대학, 아메리카 8개 대학, 아프리카 3개 대학, 오세아니아 3개 대학이며, 국내에서도 3개 대학이 참여한다.
이번 회의는 지난 대회에 비해 총장의 참여자 수가 23명에서 36명으로 증가하고 유럽 대학의 참여가 두드러지는데, 이는 대학의 국제적 인지도가 상승한 것 때문이라고 KAIST는 분석하고 있다.
한국에서는 대구경북과학기술원, 광주과학기술원, 포스텍 등 연구대학의 총장과 함께 KT 융합기술원장, 현대자동차 중앙연구소장 등 기업체 관계자들도 참석한다.
올해로 7회째를 맞이하는 이번 포럼은‘대학의 사회적 책임과 글로벌 협력을 통한 교육 혁신’을 주제로 이틀 간 열린다.
모두 5개의 세션으로 나눠 진행되는 이번 포럼에서는 △ KAIST 공학교육 혁신 방향 △ 산학연 협력 전략 △ 세계 대학이 당면한 도전과 과제 △ 지속 발전 가능한 글로벌 협력관계 △ 세계 대학의 혁신 발전 방향 등이 논의될 전망이다.
12일 본회의에는 차기 한국과학기술단체총연합회장으로 내정된 김명자 전 환경부장관과 최양희 미래창조과학부 장관이 참여해 축사를 한다.
이어 첫 기조연설자로 나선 페레츠 라비(Peretz Lavie) 테크니온 공대 총장은 ‘혁신과 창업 생태계 육성을 위한 제언’을 주제로 이스라엘이 창업국가로 성공한 배경을 소개한다.
그는 △ 사업 위험성이 높아 민간분야가 꺼리는 분야에 이스라엘 정부가 적극 지원하는 창업 생태계 구축 △ 위험이 크지만 수익이 높은 연구에 대한 전폭적인 지원 △ 학제 간 협력과 기술이전에 대한 제도적 지원 등이 이스라엘을 창업국가로 이끈 요인이라는 점을 설명할 예정이다.
이어 자크 비오(Jacque Biot) 에꼴 폴리테크니크 총장이 ‘4차 산업시대 연구대학의 새로운 역할’을 주제로 4차 산업혁명에 대응하기 위해서는 대학부터 4.0이 되어야 한다는 점을 역설할 예정이다.
그는 인터넷 사용이 체화된 Z세대의 개성을 최대한 끌어올리고, 과학적 지식을 바탕으로 융합적 문제해결 능력을 갖춘 인재로 키우기 위해 대학조직이 선제적으로 변화돼야 한다는 점을 강조할 예정이다.
※ Z세대 : 1995년 이후 출생해 디지털 기술에 능숙해 이를 소비활동에 적극 활용하는 세대
이번 포럼은 전 세계 대학들이 공학교육의 혁신전략을 세우고 학생창업과 기업가정신 교육에 모든 역량을 모으고 있는 시점에서 열려 전 세계 연구대학의 교육과 연구 방향에 새로운 길을 제시할 것으로 기대된다.
강성모 KAIST 총장은 “4차 산업혁명 도래에 따른 연구대학의 사명은 융합형 인재 양성”이라며 “KAIST는 학습자 중심의 교육을 통해 학생 스스로 문제를 찾아 정의하고 그 해결책을 제시하는 융합형 인재를 양성하고 있다”라고 말했다.
이어 “이번 포럼은 세계 유수대학과 기관들이 모여 연구대학의 새로운 미래를 모색하는 자리로 산업계 ‧ 정부 ‧ 대학의 협력모델이 무엇인지를 찾는 소중한 기회가 될 것”이라고 말했다. 끝.
포럼 상세정보는 누리집(https://forum.kaist.ac.kr)에서 확인 할 수 있다. 끝.
2016.03.31
조회수 7182
-
김일두 교수, 호흡으로 폐암, 당뇨 조기 진단하는 초소형 센서 개발
혈액 체취나 영상촬영을 하지 않고도 사람의 호흡만으로 폐암, 당뇨 등 각종 질병을 실시간으로 파악할 수 있는 초소형 감지 센서 기술이 개발됐다.
우리 대학 신소재공학과 김일두 교수신소재공학과 연구팀은 사람의 호흡 내에 질병과 관련된 극미량의 특정 가스의 농도를 실시간으로 정확하게 분석할 수 있는 세계 최고 수준의 고감도·초소형 센서를 개발하였다고 밝혔다.
이를 통해, 현재 병원에서 혈액 체취나 조직 검사, MRI 등을 통해 고비용으로 진단하고 있는 폐암이나 당뇨 등의 질병을 개인 스마트폰이나 웨어러블 장치를 통해 수시로 저렴하게 진단할 수 있는 길을 열었다.
사람이 숨을 쉬면서 내뱉는 호흡 속 가스 성분 중에는 다양한 휘발성 유기화합물 가스들이 포함되어 있으며, 이중 일부 가스는 질병과 밀접한 연관이 있는 것으로 알려져 있다.
대표적으로 아세톤, 톨루엔, 황화수소 가스는 각각 당뇨병, 폐암, 구취 환자에서 더 높은 농도로 배출되며, 이러한 호흡 속 특정 가스의 농도를 정확하게 분석할 수 있다면 여러 질병들을 간편한 방법으로 조기에 진단할 수 있다.
그러나, 입안에는 수분을 포함하여 수백 종의 가스들이 존재하기 때문에, 그간 개발된 센서는 사람 호흡 속에 포함되어 있는 극미량(10 – 2,000ppb)의 특정 가스를 선택적으로 검출하는데 한계가 있었다.
연구팀은 수백 종의 가스 중 질병과 관련된 특정 가스만 선택적으로 탁월하게 검출할 수 있는 고성능 촉매를 개발하였으며, 이를 나노 섬유 형상의 센서 소재에 적용하여 개인 스마트폰과 연동이 가능한 초소형·고감도 질병 진단 센서를 구현하는데 성공하였다.
김일두 교수는 “질병 진단 센서는 차량이나 모바일 기기 등에 활용하여 개인 질병을 지속적으로 모니터링 할 수 있을 뿐만 아니라, 향후 대기 오염 분석, 실내 공기질 분석 등 가스 센서와 관련된 산업분야에서 사물인터넷(IoT) 제품과 융합되어 새로운 시장을 창출할 것으로 기대된다.”라고 연구의의를 밝혔다.
이번 연구는 김일두 교수 외 최선진·김상준 연구원이 주도하였고, 미래창조과학부 글로벌프런티어사업(스마트 IT 융합시스템 연구단)의 지원으로 수행되었다.
연구 결과는 재료과학분야 세계적 국제학술지인 ‘스몰(small)’ 표지논문에 2월 17일(수) 게제 되었으며, 관련 특허는 국내기업에 기술이전 되어 향후 조기 상용화가 이뤄질 것으로 기대된다.
□ 그림 설명
그림1. 스마트폰과 연결된 호기가스 분석 센서 및 호흡지문 패턴 인식을 통한 질병 진단
그림2. 동글 타입(Dongle-type), 패치 타입(Patch-type), 및 시계 타입(Watch-type) 센서 모듈을 이용한 휴대형, 실시간 호기가스 분석 센서
그림3. 'small' 표지에 게재된 논문
2016.03.07
조회수 12936
-
K-School 설립, “기업가정신 전파하고 창업 위한 생태계 만드는 첫 걸음”
＜이희윤 연구부총장＞
K-School 설립, ˝기업가정신 전파하고 창업 위한 생태계 만드는 첫 걸음˝
오는 가을학기부터 창업 인재를 육성하기 위한 K-School이 설립된다. K-School은 창업에 관한 기본 지식을 교육해 현재 학우들의 창업을 지원하는 창업원과 우리 학교 사이의 가교역할을 할 예정이다. K-School 원장으로 부임한 이희윤 연구부총장을 만나 자세한 이야기를 들어보았다.
K-School을 설립한 배경
한때 이공계 기피 현상이 팽배했다. 1990년대 금융위기 당시 연구직이 가장 먼저 해고되었기 때문이다. 그때와는 달리, 지금 학생들이 회사에 취직하면 회사가 필요로 하는 능력이 우리가 가진 전문성과 다소 다를 수 있다.
우리 학교는 그때 일이 다시 일어나지 않도록 ‘기업가정신’ 수업과 창업원 등을 설립했다. K-School은 지금까지의 창업 프로그램을 한데 모으고 기업가 출신 교수들을 초빙해 기본적인 창업 지식을 교육한다.
10여 년 전 우리 학교 경영대학은 Business Economics 부전공 프로그램을 신설했다. 그런데 창업에 필요한 지식은 경영 이론을 익히는 것과 거리가 있다. 또한, 실제로 창업을 하면 경영자의 역할과 사업가의 역할이 나뉘므로 경영지식을 자세히 알 필요는 없다. K-School은 학생들이 창업할 때 정말로 필요한 지식을 전달하고, 실제로 사업을 계획해보는 점에서 그 차이가 있다.
K-School이라는 이름에 대해
K-School의 K는 ‘Korea’일 수도 있고 ‘KAIST’일 수도 있다. 이름 자체는 스탠퍼드의 D-School에서 따왔으나 그 역할은 다르다. K-School의 목표는 좋은 기술을 갖춘 우리학교 학생들이 창업할 수 있도록 돕는 것이다.
수업은 어떻게 진행되는지
K-School은 학생들에게 기업가정신을 가르치고 창업에 관련된 프로그램을 개설해 운영한다. 또한, 수강생들은 융합캡스톤디자인 과정을 통해 사업 아이템을 스스로 선정하고 실제 사업으로 확장할 수 있다.
실제로 실리콘 밸리 등에서 창업을 성공했던 분들, 혹은 창업에 뛰어들었지만 실패했던 분들을 비롯한 많은 기업가들을 초빙해 K-School을 운영할 예정이다.
기존의 창업원과는 어떻게 연계되나
창업원은 학생들이 스타트업을 시작할 때 이른바 ‘창업 멘토’들이 사업 계획에 관해 조언해주고 현실성에 대해 지적했다. 그러나 창업관련 지식을 모른다면 그저 멘토들에게 끌려 다니고 말 것이다. K-School은 학생들이 자주적으로 사업을 계획할 수 있는 지식과 배경을 가르쳐 준다. 이상적인 모델은 K-School에서 관련 지식을 익히고 창업원이라는 생태계 속에서 회사를 세우는 것이다.
창업융합전문석사과정에 대해
기존의 석사 및 박사와는 다른 학위과정이다. 1년 과정이고 교과 석사 제도에서 차용했다.
K-School에 기대하는 점
막연히 창업 아이템이 있어서 한번 시도해보고 싶거나, 아니면 현재 창업하고 있는 학생들이 왔으면 좋겠다. K-School이 우리학교에 ‘기업가정신’이라는 문화를 확산하고, 창업을 위한 생태계를 만드는 데 이바지했으면 좋겠다.
KAIST 신문 이준한기자 joonhanyi@kaist.ac.kr
※ K-SCHOOL 소개사이트 바로가기: KAIST 홈페이지 → 연구 → K-School
http://www.kaist.ac.kr/html/kr/research/research_0410.html
2016.03.04
조회수 10476
-
기억 및 논리 연산 가능한 메타물질 개발
〈 민 범 기 교수 〉
우리 대학 기계공학과 민범기 교수 연구팀이 메타물질의 광학적 특성을 기억할 수 있는 메모리 메타물질과 이를 응용한 논리연산 메타물질을 개발했다.
이번 연구결과는 과학전문지 ‘네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications)’ 1월 27일자 온라인 판에 게재됐다. (논문명 : Graphene-ferroelectric metadevices for nonvolatile memory and reconfigurable logic-gate operation)
메타물질은 자연에서 발견되지 않은 특이한 광학적 성질을 얻기 위해 인위적으로 설계된 물질이다. 이는 빛의 파장보다 훨씬 짧은 구조물로 구성됐으며 고해상도 렌즈 및 투명망토 등에 응용 가능해 활발한 연구가 이뤄지고 있다.
메타물질의 변조된 광학적 특성을 유지시키기 위해선 외부의 지속적 자극이 공급돼야 하는데 이는 많은 전력 소모의 원인이 된다. 이 단점을 극복하기 위해 외부 자극 제거 후에도 변조된 특성이 유지 가능한 메모리 메타물질이라는 개념이 대두됐다.
메모리 메타물질은 변화된 광학적 특성을 기억한다는 장점을 갖는다. 하지만 기존에 보고된 메모리 메타물질은 고온에서만 기억되거나 부피가 큰 광학적 장치에 의해서만 동작 가능해 현실적 응용에 한계를 보였다.
연구팀은 문제 해결을 위해 메타물질에 그래핀과 강유전체 고분자를 접목시켰다. 연구팀이 사용한 강유전체 고분자는 탄소를 중심으로 불소, 수소가 결합한 분자로 외부 전압의 극성에 따라 회전할 수 있다.
이 강유전체 고분자는 상온에서도 안정적으로 변화 상태를 유지할 수 있고, 그래핀과 접촉돼 메모리 성능을 개선하고 초박형으로 제작 가능하다. 또한 다중 상태의 기억이 가능하고 빛의 편광 상태도 기억할 수 있음을 증명했다.
연구팀은 메모리 메타물질의 원리를 응용해 논리 연산이 가능한 논리연산 메타물질 또한 개발했다. 이 논리연산 메타물질은 단일 입력에 의해서만 변조 가능했던 기존 메타물질의 단점을 해결했다.
그래핀을 두 개의 강유전체 층과 샌드위치 구조를 가진 메타물질을 제작해 두 전기적 입력의 논리 연산 결과가 광학적 특성으로 출력되게 만들었다. 이를 통해 다중 입력에 의한 조절이 가능해져 메타 물질의 특성을 다양하게 변화시키고 조절할 수 있는 방법론을 제시했다.
민 교수는 “메모리 메타물질을 통해 저전력으로 구동 가능한 초박형 광학 소자에 응용 가능할 것으로 전망한다”고 말했다.
기계공학과 김우영, 김튼튼 박사, 김현돈 박사과정이 1저자로 참여한 이번 연구는 한국연구재단 중견연구자 지원사업, 국가그린나노기술개발사업, 미래유망융합기술 파이오니어사업, 세계적수준의 연구센터(WCI) 사업, 미래창조과학부 글로벌프론티어 사업의 지원을 받아 수행됐다.
□ 그림 설명
그림1. 메모리 메타물질의 구조도
그림2. 강유전체에 의해 그래핀에 비휘발적 도핑이 되는 모식도
그림3. 투과도의 다중상태 (00, 01, 10, 11)의 메모리 특성 (본 논문의 대표도)
2016.02.24
조회수 9070
-
박제균 교수, 제11대 한국바이오칩학회장 취임
박제균 바이오및뇌공학과 교수가 한국바이오칩학회 (The Korean BioChip Society) 제11대 회장으로 취임했다.
임기는 2016년 1월 1일부터 1년이다.
사단법인 한국바이오칩학회는 바이오칩 기술 발전에 기여하기 위해 2006년 설립된 학술단체이다. 바이오칩은 21세기 첨단 융합생명공학 분야인 바이오센서, 바이오멤스, 나노융합, 헬스케어시스템 연구의 핵심 원천 기술로 새로운 패러다임을 창출하고 있다.
박 교수는 한국바이오칩학회 창립멤버로 지난 10년간 학술교육위원회 위원장, 바이오멤스 및 랩온어칩 분과위원장, 사무총장, 부회장직 등을 맡은 바 있다.
박 교수는 “한국바이오칩학회 회장으로 바이오칩 분야 융합산업의 활성화와 융합학문의 발전에 기여할 수 있도록 노력하겠다”고 말했다.
박 교수는 다양한 미세유체제어 기술과 암 조직 판별용 랩온어칩을 개발했다. 또한 관련 분야 최고의 국제학술지인 바이오센서와 바이오전자(Biosensors and Bioelectronics), 랩온어칩(Lab on a Chip) 등의 국제저널 편집위원 활동 및 마이크로타스(μTAS) 2015 국제학술대회장을 역임했다.끝.
2016.01.15
조회수 7401
-
나노미터 크기의 우담바라 꽃 모양 제작
〈윤 동 기 교수〉
우리 대학 나노과학기술대학원 윤동기 교수 연구팀이 액정의 승화현상을 이용해 정교한 3차원 액정나노구조를 제작할 수 있는 기술을 개발했다.
이는 액정이 승화할 때 열처리 조건에 따라 여러 모습의 3차원 나노구조가 형성되는 특성을 이용한 기술이다. 간단한 온도조절만으로도 다양한 3차원 나노패터닝이 가능해 차세대 소자 개발에 기여할 것으로 기대된다.
특히 연구팀은 우담바라 꽃, 찐빵 모양 등을 나노미터 크기 수준에서 정교하게 제작하는 데 성공했다.
이번 연구는 ‘네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications)’ 1월 4일자 온라인 판에 게재됐다.
나노 및 마이크로 패터닝을 위해 가장 많이 쓰이는 기술은 빛을 이용한 광 식각 기술이다. 하지만 이 방식은 2차원 식각공정에 특화돼 있고 비싼 공정설비, 복잡한 과정 등의 한계를 갖는다.
특히 3차원 구조 제작을 위해서는 2차원 구조를 계속 적층해야 하는 과정이 포함되기 때문에 정교한 구현이 어려웠다.
연구팀은 문제 해결을 위해 액정의 온도를 높여 분자들을 기체로 승화시켰다.
기체로 승화된 액정분자들은 공기 중으로 날아가게 되는데 그 중 일부는 무게, 분자수준에서의 친화도 등의 원인으로 다시 되돌아와 남아있던 액정 상 구조와 다시 재결합하게 된다.
이는 동굴의 종유석, 석순의 생성 원리나 유황온천에서 승화돼 날아가던 유황 성분이 바위나 돌에 붙어 유황 바위가 되는 것과 비슷한 원리이다.
연구팀은 승화 및 재결합 현상을 통해 온도 및 시간 조절로 수 나노미터 수준의 액정 판상구조를 정교하게 한 겹씩 벗겨낸 뒤, 다양한 3차원 나노 구조체를 제작하는 데 성공했다.
온도나 시간을 조절함으로써 나노 구조체는 다양해진다. 온도를 조금만 상승시킬 때는 우담바라 꽃 모양이 되고, 온도를 매우 높일 때는 액정 분자가 순식간에 날아가 찐빵과 같은 모양이 되기도 한다.
이 기술을 이용하면 차세대 기술로 불리는 수직 트랜지스터 등을 기존 2차원 식각 공정에 비해 약 1천 배 저렴하고 간단하게 제작할 수 있다. 일일이 적층할 필요 없이 3차원으로 패터닝이 순식간에 가능해지기 때문이다.
윤 교수는 “전자기장에 민감하게 반응하는 액정의 고유 성질과 이번 승화 및 재결합 현상을 융합할 수 있다”며 “이를 통해 고효율의 광전자 소자 개발에 많은 도움이 될 것이다”고 말했다.
나노과학기술대학원 김대석 박사과정 학생이 주도하고 美 켄트 주립대학 올레그 라브렌토비치(Oleg D. Lavrentovich) 교수가 참여한 이번 연구는 미래창조과학부의 미래유망기술 융합파이오니아 사업을 통해 수행됐다.
□ 그림 설명
그림1. 우담바라 나노구조체
그림2. 우담바라 나노구조체(확대)
그림3. 다양한 조건의 승화-재조합 공정 후의 초분자 액정 구조체의 모양
2016.01.11
조회수 8665
-
5단 수직 적층 반도체 트랜지스터 개발
우리 대학 전기 및 전자공학부 이병현 연구원(지도교수 최양규)과 나노종합기술원(원장 이재영) 강민호 박사가 실리콘 기반의 5단 수직 적층 반도체 트랜지스터를 개발했다.
그리고 반도체 트랜지스터를 이용한 비휘발성 메모리 개발에 성공했다.
이번 연구는 나노 분야 학술지 ‘나노 레터스(Nano letters)’ 11월 6일자 온라인판에 게재됐다.
반도체 트랜지스터 분야는 모든 전자기기의 핵심 구성요소로 국내 산업과 경제 발전에 큰 영향을 끼쳤다.
세계적 추세에 따라 치열한 소형화를 통해 생산성과 성능의 향상을 거듭했으나 최근 10나노미터 시대에 접어들며 제작 공정의 한계 및 누설전류로 인한 전력소모 문제가 커지고 있다.
학계 및 산업계는 문제 해결을 위해 전면-게이트 실리콘 나노선 구조를 개발했다. 이는 누설전류 제어에 가장 효과적인 구조로 저전력 트랜지스터 개발에 이용됐다. 그러나 이 역시 소형화에 따른 나노선 면적 감소로 성능 저하의 한계가 있었다.
연구팀은 전면-게이트 실리콘 나노선을 수직으로 5단으로 쌓아 문제를 해결했다. 이 5단 적층 실리콘 나노선 채널을 보유한 반도체 트랜지스터는 단일 나노선 기반의 트랜지스터보다 5배의 향상된 성능을 보였다.
또한 수직 적층 나노선 구조는 말 그대로 위로 쌓기 때문에 단일 구조와 달리 면적이 증가되지 않아 집적도 향상에도 기여할 수 있다.
나노선 수직 적층은 개발된 ‘일괄 플라즈마 건식 식각 공정’ 방식을 통해 이뤄졌다. 이 공정은 고분자 중합체를 이용해 패턴이 형성될 영역에 미리 보호막을 친 뒤 등방성 건식 식각을 통해 나노선 구조를 형성하는 기술이다. 수직 적층 나노선 구조는 이 기술의 연속 작용을 통해 확보한 결과물이다.
이 기술은 지속적 소형화로 인해 기술적 한계에 부딪힌 반도체 트랜지스터 분야에 새로운 돌파구를 제시할 것으로 기대된다.
관련 연구가 이전부터 진행됐지만 더 간단한 공정기술을 이용해 가장 많은 나노선 채널의 적층에 성공했기 때문에 비용절감 및 제작 시간 단축, 반도체 트랜지스터의 성능 향상으로 인한 상용화 등에 크게 기여할 것으로 예상된다.
연구팀은 건식 식각 공정 기술이 기존 방법보다 간단하고 안정적으로 수직 적층 실리콘나노선 구조 제작을 가능하게 함으로써 고성능 트랜지스터 개발에 응용 가능할 것이라고 밝혔다.
이병현 연구원과 강민호 박사는 “이번 기술 개발은 미래창조 국가 나노기술 인프라 기관 나노종합기술원의 훌륭한 반도체 연구 기반과 김진수 부장 포함 관련 연구진들의 우수한 공정 능력이 뒷받침돼 가능했다”고 소감을 말했다.
이번 연구는 글로벌프론티어사업 스마트IT융합시스템 연구단의 지원을 받아 수행됐다.
연구를 주도한 이병현 연구원은 우리 대학 최양규 교수 지도하에 박사과정을 수행 중이며, 삼성전자 메모리 사업부의 책임 연구원으로 재직 중이다.
□ 그림 설명
그림1. 일괄 플라즈마 건식 식각 공정 과정의 모식도.
그림2. 서로 다른 방향에서 단면을 관찰한 주사 전자 현미경 사진 및 투과 전자 현미경 사진
2015.11.24
조회수 8727
-
소장 내 지방 흡수과정의 비밀 밝혀
김 필 한 교수
우리 대학 나노과학기술대학원 김필한 교수와 의과학대학원 고규영 교수 공동 연구팀이 소장에서 지방이 흡수되는 과정의 고해상도 촬영에 성공했다.
이번 연구는 나노과학기술대학원 최기백 박사과정 학생, 의과학대학원 장전엽 박사, 박인태 박사과정 학생이 1저자로 참여했다.
이를 통해 소장의 융모로 흡수된 지방의 전달 통로인 암죽관의 수축현상을 최초로 발견했다.
이번 연구결과는 의생명과학 분야 국제 학술지인 ‘임상연구(The Journal of Clinical Investigation, Impact Factor 13.261)’ 10월 5일자 온라인판에 게재됐다. 또한 11월에는 이달의 주목할 만한 연구로 ‘JCI This month’에도 소개될 예정이다. (논문명 : Intravital imaging of intestinal lacteals unveils lipid drainage through contractility)
소장은 영양분을 흡수하는 기관이다. 소장의 관찰을 위해 많은 학자들이 노력했지만 소장은 항상 쉬지 않고 움직이기 때문에 고해상도 촬영에 한계가 있었다.
연구팀은 자체 개발한 초고속 레이저 스캐닝 공초점 현미경과 소장 의 상태를 보존하고 내벽을 고정할 수 있는 영상 챔버를 이용해 동물 모델의 소장 내벽에서 지방산이 흡수되는 과정을 촬영했다.
이 과정에서 지방의 흡수 통로인 암죽관이 일정 주기로 수축 및 이완하는 현상을 발견했다. 또한 암죽관의 수축 정도가 소장에서의 지방산 흡수 속도에 영향을 미치는 것을 발견했다.
연구팀은 이 암죽관의 움직임이 융모 내부에 다량 존재하는 민무늬근세포에 의해 발생하고, 이는 체내에 분포된 자율신경계를 통해 조절됨을 밝혔다.
이번 연구를 통해 개발된 최첨단 고해상도 생체영상기술로 소장 내 다양한 물질 흡수 과정의 실시간 모니터링이 가능해질 것으로 예상된다.
또한 이 기술은 신약개발 과정에서 지용성 약물이 소장 내 암죽관으로 흡수되게 해 간 독성을 최소화하는 새로운 약물전달 방법 확립에 기여할 것으로 기대된다.
김 교수는 “우리가 섭취하는 다량의 지용성 영양소가 체내로 흡수되는 과정에서 자율신경계로 조절되는 융모 내부의 암죽관 제어 메커니즘이 존재함을 새롭게 밝혀냈다”고 말했다.
이번 연구는 미래창조과학부의 글로벌프론티어사업 및 신기술융합형 성장동력사업의 지원을 받아 수행됐다.
그림 설명
그림1. 소장 내벽에 존재하는 융모에서 지방산이 흡수되는 과정을 광학현미경으로 영상화하는 과정 모식도
그림2. 소장 융모에서 지방산(적색)이 암죽관(녹색)을 통해 흡수되는 과정
그림3. 암죽관(녹색)의 반복적인 이완과 수축 운동. 0초, 2.7초에 이완. 1.6초, 4초에 암죽관의 수축
2015.10.14
조회수 10137
-
국내외 뇌 인지공학 전문가 KAIST에 모인다
전 세계 뇌 인지공학의 최신 연구동향과 미래 흐름을 알 수 있는 자리가 마련된다.
우리 대학은 24일(목) 오후 1시 교내 정문술빌딩 드림홀에서 국내외 뇌 과학 전문가 100여 명이 참석한 가운데 ‘뇌 인지공학 심포지엄’을 연다.
이번 심포지엄은 KAIST 바이오 및 뇌공학과가 올 가을학기에 신설한 ‘뇌 인지공학 프로그램’의 설립을 기념하고 뇌 과학 분야 최신 연구동향을 살펴보기 위해 마련됐으며 뇌 과학 분야 전문가 6명이 참여해 발표와 토론을 진행한다.
해외 전문가로는 미국 신경 영상 유전학 대가인 폴 톰슨(Paul M. Thompson) 서던캘리포니아대(USC)교수가 기조강연자로 참여해‘에니그마 프로젝트 : 전 세계 3만 명의 뇌에 관한 질병과 유전적 효과의 상관관계’를 주제로 발표한다.
국내 전문가로는 정재승 KAIST 바이오및뇌공학과 교수, 김성기 기초과학연구원(IBS) 뇌과학 이미징 연구단장, 이성환 고려대 뇌공학과 교수, 문제일 DGIST 뇌인지과학 전공 책임교수, 일본 이화학 연구소 산하 뇌연구원 출신의 준 타니(Jun Tani) KAIST 전기및전자공학부 교수 등이 참여한다.
이들은 ▲ 뇌 인지공학의 교육 및 연구현황 소개 ▲ 세계 뇌 융합과학의 현황 ▲ 뇌 인지공학 프로그램의 비전 ▲ 혈류 반응을 일으키는 뇌 활동과 fMRI ▲ 뇌 피질 모델에서의 행동 생성과 동적 시각 인식을 위한 기능적 계층 구조의 발달 : 신경-로봇 연구 등 뇌 과학 분야의 최신 연구동향을 소개한다.
뇌 인지공학 프로그램을 총괄하는 정재승 바이오 및 뇌공학과 교수는 “이번 심포지엄은 뇌 과학 분야의 최신 연구동향을 살피고 뇌 분야 교육철학을 논의하는 자리”라며 “21세기 뇌의 시대를 맞아 뇌의 근본원리와 이를 응용한 융합연구의 방향을 알 수 있는 소중한 기회가 될 것”이라고 말했다.
뇌 인지공학 분야에 관심 있는 자는 이번 심포지엄에 누구나 참석이 가능하며, 참가비는 무료다.
한편, 대학원 과정의 ‘뇌 인지공학 프로그램’은 정문술 前 미래산업 회장이 뇌 과학 분야 미래인재를 양성해 달라며 2014년 KAIST에 기부한 기금으로 마련됐다. 끝.
문의 : 뇌 인지공학 프로그램 담당 음세형 연구원(042-350-4305)
2015.09.22
조회수 7312