[과기원NOW] AI 전력난 해결 실마리…포스텍, 엑시톤 확산 8,300% 증폭 현상 최초 발견 外

왼쪽 위 박경덕 포스텍 교수, 아래 왼쪽부터 문태영 통합과정생, 이형우 연구원. 포스텍 제공

■ 포스텍은 박경덕 물리학과·반도체공학과·융합대학원·반도체대학원 교수 연구팀이 2차원 반도체의 '엑시톤' 이동을 나노미터(nm, 10억분의 1m) 공간에서 정밀하게 제어하고 기존 대비 최대 8,300%까지 증폭시키는 새로운 물리 현상을 세계 최초로 발견했다고 3일 밝혔따. 연구 결과는 국제 학술지 '네이처 머티리얼즈'에 지난달 31일 게재됐다. 현재 반도체는 전자의 흐름으로 정보를 전달하지만 전자가 이동할수록 열이 발생해 에너지 손실과 성능 저하로 이어진다. 엑시톤은 반도체 내부에서 빛과 전자의 성질이 결합된 입자로 전기적으로 중성이어서 이동 시 열 발생이 거의 없어 차세대 초저전력 정보 전달 매개체로 주목받아 왔다. 연구팀은 빛과 전기를 나노미터 수준에서 다룰 수 있는 나노 공진 분광 기술을 개발해 특정 영역에 엑시톤을 집중시켰고 좁은 공간에 모인 엑시톤들이 서로 밀어내며 오히려 더 빠르고 강하게 바깥으로 퍼져나가는 현상을 발견했다. 현상은 엑시톤 개수가 아니라 얼마나 가파르게 몰려 있는지를 나타내는 '밀도 기울기'에 의해 결정되며 전압만으로 실시간 제어가 가능해 향후 '엑시톤 회로' 구현 가능성을 보여준다.

■ KAIST는 제9차 한국-프랑스 과학기술공동위원회 회의에서 유럽 최대 연구기관인 프랑스 국립과학연구센터(CNRS)와 업무협약(MOU)을 체결하고, 국제공동연구소(IRL) 설립을 추진하기로 했다고 3일 밝혔다. 이번 협약은 한-불 정상회담과 수교 140주년, 과학기술협력협정을 계기로 추진됐다. 양 기관은 CNRS의 협력 모델인 국제연구네트워크(IRN)와 국제공동연구 프로젝트(IRP)를 기반으로 KAIST 내 IRL 설립을 추진하며 양자기술과 AI 등 첨단 분야 공동 연구, 교수·연구원·학생 교류 확대, 공동 세미나 및 학술 정보 공유 등을 목표로 한다. 전기및전자공학부 손영익 교수는 프랑스 양자 컴퓨팅 기업 콴델라와 협력해 '전광 양자중계기'를 개발 중이며 2027년 완공 예정인 KAIST 양자팹과 연계할 계획이다. 이번 회의에서는 국내 5대 과학기술특성화대학(KAIST, GIST, DGIST, UNIST, 포스텍)과 프랑스 국립응용과학대학(INSA) 그룹 간 '한-불 학생교류 공동사무국' 설치도 논의됐다.

<참고>
doi: 10.1038/s41563-026-02569-8

[임정우 기자 jjwl@donga.com]