한국공대 이성남 교수, ‘뉴로모픽 컴퓨팅을 위한 산화아연 나노입자 광전자 시냅스 소자’개발

한국공학대학교(총장 박건수, 이하 한국공대)는 나노반도체공학과 이성남 교수 연구팀이 뉴로모픽 (신경모방) 컴퓨팅 시스템에 활용할 수 있는 산화아연 나노입자를 사용해 나노 필름을 형성하고, 이를 적절한 열처리 공정을 통해 빛으로 정보를 저장할 수 있는 차세대 광전자 시냅스 소자를 개발했다고 6일 밝혔다.

이번 연구에서는 산화아연 나노입자를 스핀코팅법으로 나노필름 구조를 형성하고, 고온 열처리 공정 도입했을 때, 산화아연 나노입자 광전자 시냅스 소자 성능을 현저하게 향상될 수 있다는 사실을 밝혔다. 특히, 고온에서의 열처리 분위기를 제어하여 산화아연 나노입자의 결정성과 구조적 안정성이 향상되면서, 우수한 광학 및 전기적 특성을 얻을 수 있었다. 이를 통해 제작된 광전자 시냅스 소자는 빛을 통한 정보의 학습 능력이 향상될 뿐 아니라, 학습된 내용에 대한 우수한 장기 기억 특성을 갖추게 됐다.

아울러 본 연구의 주목할 만한 점은 고온에서의 열처리 공정이 광학 시냅스 소자의 단기 및 장기 기억 특성을 개선시켰다는 것이다. 산화아연 나노입자 박막의 광학 시냅스 소자의 우수한 성능을 뒷받침하는 근본적인 작동 원리를 밝혀냄으로써, 차세대 신경 모방 시스템 및 기억장치 개발에 적용될 수 있을 것으로 기대하고 있다.

이성남 한국공대 나노반도체공학과 교수는"이번 연구 성과는 기존의 광소자에서 주로 사용되고 있는 산화아연 나노입자를 차세대 뉴로모픽 (신경모방) 컴퓨팅을 위한 광전자 시냅스 소자에 적용하여 다양한 정보를 빛을 이용하여 효율적으로 처리할 수 있는 가능성을 보여주고 있다."며, "이번 연구를 통해 향후 인공신경망 기반 차세대 인공지능 시스템 발전에 크게 기여할 수 있을 것으로 기대된다"고 말했다.

이번 연구는 한국연구재단의 중견연구과제 지원을 받아 수행되었으며 컴퓨터 사이언스 및 인공지능 분야에서 세계적으로 권위 있는 '고급 지능형 시스템 (Advanced Intelligent Systems)'2023년 8월 29일자에 온라인판에 게재됐다.

배석현기자 qotjrgussla@dt.co.kr