◇ KAIST, 극저온에서 더 쎈 반도체 소자 개발

KAIST(총장 이광형)는 전기및전자공학부 이가영 교수 연구팀이 실리콘 전자 이동도와 포화 속도를 2배 이상 뛰어넘는 2차원 나노 반도체 인듐 셀레나이드(InSe)기반의 반도체 소자를 개발했다고 20일 밝혔다.

포화 속도(Saturation velocity)는 반도체 물질 내에서 전자나 정공이 움직일 수 있는 최대 속도를 말한다. 반도체의 전기적 특성을 평가할 수 있는 핵심 지표다.

최근 2차원 인듐 셀레나이드는 실리콘 반도체나 2차원 반도체보다 우수한 전자 이동도와 높은 전류값으로 인해 차세대 반도체 물질로 주목받고 있다. 그러나 대기 상태에서 산화에 취약하고 안정성이 떨어지는 단점이 있었다.

연구팀은 이를 해결하기 위해 하부 절연막으로 고품질 2차원 육각형질화붕소(hBN) 물질을 활용했다. 상부 보호막으로는 얇은 인듐 금속을 활용해 인듐 셀레나이드의 단점을 개선했다.

◇ 중소벤처기업연수원, 반도체 전문인력 양성 연수 과정 신설

중소벤처기업연수원은 올해 반도체 설계와 제조공정 전문인력 양성을 위한 '반도체 심화 아카데미'를 신설했다고 밝혔다.

중소벤처기업연수원은 반도체 산업 재직자를 위한 양질의 교육을 제공하고자 반도체 레이아웃 설계 소프트웨어 제작 회사인 케이던스, 시놉시스, 한국팹리스산업협회, 강원테크노파크 등과 연수 과정을 개발했다.

전 과정이 무료로 이날부터 오는 10월까지 진행되며 구체적인 연수 과정은 중소벤처기업연수원 홈페이지에서 확인할 수 있다.

◇ 마그네슘 가루로 전기차 발열을 해결했다

한국재료연구원(KIMS) 세라믹재료연구본부 기능세라믹연구실 안철우 박사팀이 전기차 발열을 간단하면서 우수하게 해결할 수 있는 소재를 세계 최초로 개발했다. 이 소재는 마그네슘 가루를 사용한 것으로, 화학반응을 활용함으로써 표면처리 없이 단순하게 압축, 가열하는 소결 과정만으로도 나노결정질 복합층을 만들었다. 이렇게 하면 친수성을 감소시키고 열전도도를 증가시킨다는 것. 

21일 재료연구원에 따르면, 현재 연구진은 마그네시아의 열전도도를 질화물 방열 세라믹 수준으로 높이는 등 성능 향상을 위한 후속 연구를 이어가고 있다. 또, 기술 상용화를 위해 재료연구원이 기술출자해 설립된 연구소기업 ㈜소울머티리얼에서 양산화 작업을 진행하고 있다.

◇ 균열없는 나노셀룰러 그래핀 개발…음극재 등 활용 무한

단국대는 주수현 교수(신소재공학과) 연구팀이 꿈의 신소재라 불리는 그래핀의 크랙(균열) 결함을 없앤 나노셀룰러(나노 크기의 3차원 연속연결) 구조 그래핀 개발에 성공했다고 18일 밝혔다.

그래핀은 전기 전달이 대단히 우수하고 화학적으로 안정돼 배터리 음극재 뿐 아니라 다양한 응용분야에서 주목받고 있다. 

그래핀 제작에는 흑연의 산화·환원특성을 활용한 화학적 박리법과 화학기상증착 합성법(CVD)이 주로 사용된다. 그러나 지금까지 개발된 나노구조의 그래핀은 나노구조 사이의 연결성이 떨어지고 서로 간의 결합력이 약해 크랙이 쉽게 발생하는 단점이 있었다.

주수현 교수 연구팀은 일본 도호쿠 대학의 가토 히데미(Hidemi Kato) 교수팀과 공동으로 금속 용탕 탈성분법(원소 간 결합 선호도 차이를 활용한 새로운 공정)과 망간과 탄소를 증착해 얻은 비정질합금막을 활용해 크랙이 없는 나노셀룰러 구조 그래핀을 제작하는데 성공했다.

◇ 교통안전공단, 레벨4 자율차 인증·승인 업무 맡는다

한국교통안전공단(TS)은 안전한 자율주행 환경을 구축하기 위한 자동차관리법, 자율주행자동차법 개정안이 공포됨에 따라 레벨4 자율차에 대한 승인체계 운영에 나선다고 21일 밝혔다. 

지난 19일 개정 자율주행자동차법이 공포됨에 따라 안전기준이 없는 경우에도 국토부가 자율차를 평가·검증 후 성능인증을 할 수 있게 됐다. 성능인증을 받은 자율주행차를 운행 목적 및 구역을 한정해 조건부로 적합성 승인할 수 있다는 내용도 포함됐다.

국토부와 교통안전공단은 올해 안에 레벨4 자율차 안전기준을 확보하는 방안을 추진 중이다. 공단은 그때까지 레벨4 자율차의 성능인증, 적합성 승인, 사후관리 등의 업무를 수행하는 전담기관으로 지정돼 안전한 자율주행 환경을 조성하는 역할을 할 예정이다. 

◇ 표준연, 양자 및 반도체·디스플레이 초격차 기술 확보 나선다

한국표준과학연구원이 기관 역점 연구사업으로 양자기술 연구개발(R&D)을 추진한다.

표준연은 양자기술 5대 강국 도약을 연구역량 제고에 나선다고 20일 밝혔다.

양자기술연구소를 확대 개편하고, 양자분야 글로벌 초격차 확보를 목표로 둔다. 다른 과학기술분야 정부출연연구기관, 대학, 산업체, 해외 연구기관과 '멀티플랫폼 분산형 양자시스템 핵심기술 개발'을 추진한다.

국방양자컴퓨팅&센싱 기술 특화연구센터도 운영한다. 미래 국방양자 원천기술 확보를 위한 특화 센터를 유치할 방침이다.

이를 통해 △올해 20큐비트급 초전도 양자컴퓨팅시스템 구축 및 클라우드 서비스 실시, 2026년 50큐비트급 초전도 양자컴퓨팅시스템 구축 △실환경 양자채널을 통한 양자 사이버보안 프로토콜 구현, 양자얽힘 기반 차세대 양자네트워크를 위한 핵심 소자 개발 △고전 센서의 한계를 극복하는 4대 플랫폼 양자 센싱기술 개발을 추진한다.

◇ 지스트 연구팀 "주차장 뺑소니 차량, AI로 잡는다"

지스트(광주과학기술원)은 기계공학부 이용구 교수 연구팀이 AI 기술로 전체 폐쇄회로(CC)TV 영상에서 이른바 '물피도주'(주차 뺑소니) 발생 시점을 검출하는 데 성공했다고 18일 밝혔다.

연구팀은 직접 수집한 물피도주 영상 800건을 분석해 인공지능 네트워크에 학습시켜 차량의 충돌 시점을 검출하는 데 성공했다.

충돌 시점을 검출하기 위해 연속된 프레임에서 움직임의 패턴이 들어 있는 '시간 정보'와 객체의 구조와 형태가 담긴 '공간 정보'를 동시에 분석했다.

연구 성과는 물피도주 사고가 의심되는 상황 전후로 해당 객체의 움직임 및 어떠한 경로로 움직였는지 바로 확인할 수 있어 담당 조사관이 직접 영상 분석을 하는 것에 비해 업무 시간을 줄일 수 있다.

◇ 아주대 연구팀, 그래핀 활용 초경량 고분자 복합소재 구현

아주대학교는 이재현 교수(첨단신소재공학과·대학원 에너지시스템학과)연구팀이 원자층 두께의 단층 그래핀을 물에 띄운 상태로 말아 올리는 부유식-적층 공법을 개발했다고 18일 밝혔다.

연구팀은 이 공법을 통해 수백 층의 그래핀이 고분자 필름 내부에 일정한 간격으로 적층배열된 세계 최고 성능의 초경량·초고강도·고열전도 복합소재를 제조하는 데 성공했다고 밝혔다. 이번 연구는 삼성디스플레이·부산대학교·한국과학기술연구원(KIST) 연구진이 함께했다.

관련 논문은 ‘부유식-적층법으로 제작된 그래핀-PMMA 복합소재(Float-stacked graphene-PMMAlaminate)’라는 제목으로 나노 분야의 저명 학술지인 ‘네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications)’ 3월 온라인판에 개재됐다.

◇ '수중 자가 발전기' 에너지 생성 메커니즘 밝혔다

국내 연구진이 '수중 자가 발전기' 에너지 생성 메커니즘을 규명해 다양한 수중 환경에서의 자가 발전기 설계 원천기술을 확보했다. 

수중 자가 발전기는 전극과 전해질로 구성되는데, 전극과 전해질의 상호 작용을 해석해 발전기 성능 향상을 위한 에너지 생성 메커니즘을 제시한 것은 이번이 처음이다. 

한국생산기술연구원은 섬유솔루션부문 김시형 선임연구원이 한양대 기계공학과 최준명 교수, 한국화학연구원 고기능고분자연구센터 김현 선임연구원 연구팀과 함께 수중에서의 전기에너지 생성 원리인 '피에조아이오닉 효과'(Piezoionic Effect)를 규명했다고 21일 밝혔다. 

피에조아이오닉 효과는 전해질 내에 담긴 물체에 기계적 압력을 가했을 때 물체 내에서 일어나는 이온 이동 현상을 말한다.