사람 눈처럼 빛에 적응하는 반도체 소자 개발됐다
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눈이 빛에 적응하는 능력을 모방한 반도체 소자가 개발됐다.
사람 눈처럼 빛을 바로 파악할 수 있어 반도체의 정보처리 속도와 효율 향상에 도움이 될 것으로 기대된다.
연구팀은 "여러 환경에서 빛에 따른 소자의 적응 정도를 연구했다"며 "이를 통해 사람 눈과 비슷한 빛의 적응성을 보이는 소자 개발에 성공했다"고 말했다.
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눈이 빛에 적응하는 능력을 모방한 반도체 소자가 개발됐다. 사람 눈처럼 빛을 바로 파악할 수 있어 반도체의 정보처리 속도와 효율 향상에 도움이 될 것으로 기대된다.
고려대는 성태연 신소재공학부 교수와 황규원 한국과학기술연구원(KIST) 선임연구원팀이 이 같은 '뉴로모픽' 소자를 개발했다고 18일 밝혔다.
뉴로모픽 소자는 인간의 뇌나 신경세포의 구조와 특성을 모방해 효율성을 높인 인공지능(AI) 반도체 소자다. 기존의 실리콘 기반의 반도체의 성능을 넘어서는 차세대 반도체 소재로 주목받는다. 연구팀은 사람 눈의 '명순응' 기능을 뉴로모픽 소자에 적용했다. 명순응은 어두운 곳에서 밝은 곳으로 이동하면 눈부심을 겪다가 몇 초 안에 눈부심이 사라지듯 빛에 눈이 순응하는 것을 뜻한다.
연구팀은 빛의 신호를 받는 감광 특성을 가진 페로브스카이트를 활용해 광 검출기를 제작했다. 수분과 유기용매에 약한 페로브스카이트에 불소 첨가 고분자를 코팅해 광검출 성능과 효율을 높였다. 연구팀은 "여러 환경에서 빛에 따른 소자의 적응 정도를 연구했다"며 "이를 통해 사람 눈과 비슷한 빛의 적응성을 보이는 소자 개발에 성공했다"고 말했다.
연구팀이 개발한 소자는 빛을 받을 경우 순간적으로 높은 전류값이 나타난다. 연구팀은 "사람이 실제로 어두운 곳에서 밝은 곳으로 이동했을 때의 눈부심과 같은 특성"이라며 "지속적인 빛에 대한 반응이 점차 줄어 낮은 전류값이 나타난다"고 설명했다. 빛의 세기에 따른 눈의 명순응 기능을 재현했다는 게 연구팀 설명이다.
성태연 교수는 "소자 단위에서 정보처리를 해 에너지 효율 극대화와 회로 최적화가 기대된다"며 "향후 지능형 사물인터넷(IoT)의 핵심 기술이 될 것"이라고 밝혔다.
이번 연구결과는 국제학술지 '어드밴시스 머터리얼즈' 11일자에 공개됐다.
[고재원 기자 jawon1212@donga.com]
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