[Weekly 신기술 및 정책소식] 기초연 "차세대 극소형 반도체 소자 구현 성공"
◇ AI 분야에 3.5조 정책금융 공급…로봇·자율주행 등 집중지원
정부가 인공지능(AI) 분야에 3조5천억원 규모의 신규 자금을 공급하기로 했다. 3조원 규모의 AI 분야 전용 저리 대출이 신설되고, 5천억원 규모의 투자 펀드도 조성된다.
금융위원회는 4일 서울 마포 프론트원에서 김소영 부위원장 주재로 관계부처 및 정책금융기관과 '제7차 정책금융지원협의회'를 열고 AI 분야에 대한 집중 지원 방안을 발표했다.
우선 산업은행이 반도체 등 5대 첨단전략산업에 총 15조원 규모로 운영하는 '초격차 주력 산업지원 상품' 대상에 인공지능 분야를 3조원 규모로 신설하기로 했다.
◇ 성균관대 배완기 교수 연구팀, 비대칭 변형된 코어-쉘 양자점 개발
성균관대 성균나노과학기술원 배완기 교수 연구팀은 양자점의 광물리적 특성을 변화시킬 수 있는 비대칭 변형된 코어-쉘 양자점 기술을 개발했다고 5일 밝혔다. 양자점은 차세대 디스플레이 기술의 핵심 소재로 주목받고 있다.
이 작은 반도체 입자는 뛰어난 색 표현력과 높은 효율성을 자랑하며, 액체 상태로 처리할 수 있어 가상현실(VR)이나 증강현실(AR) 디스플레이와 같은 미래 기술에 적합하다.
연구진은 양자점의 구조적 변형을 통해 광학적 특성을 제어할 수 있는 새로운 방법을 개발했다.
◇ 단국대 연구팀, ‘고성능 바이오 연료전지’ 개발
단국대학교는 코스메디컬소재학과 최영봉 교수 연구팀이 바이오 연료전지(Biofuel Cell)의 전력 생성 성능을 8배 이상 증가 등 고성능의 직물형 바이오 연료전지를 개발했다고 3일 밝혔다.
바이오 연료전지는 포도당을 산화시킬 때 생성되는 화학 에너지를 전기 에너지로 변환하는 생체 친화형 전지다. 심박조율기·신경 자극기·약물 전달 펌프를 비롯한 이식용 바이오메디컬 기기의 전력 공급원으로 활용된다.
기존 바이오 연료전지는 촉매 역할 효소가 전자를 전달하는 매개체에 제대로 고정되지 않아 시간이 지나면서 효소가 떨어지는 문제가 발생했다.
연구팀은 전도성 직물 지지체 표면에 금속 나노입자를 결합해 효소를 고정하는 새로운 조립 매커니즘을 개발했다.
◇ 열 낮추는 페인트, 상용화 앞당길 기술 한국이 개발
페인트처럼 바르기만 해도 열을 낮춰주는 복사냉각 도료 상용화를 앞당길 기술을 국내 연구진이 개발했다.
한국연구재단은 박상윤 경기대 교수와 홍동표·유영준 박사 공동연구팀은 다공성 고분자 복사냉각 도료가 습도가 높을 때는 냉각성능이 급격하게 떨어지는 사실을 최초로 규명했다고 5일 밝혔다. 연구팀은 소량의 강화제를 첨가하는 방식으로 복사냉각 도료의 성능을 높이는 법도 찾아냈다.
연구팀은 복사냉각 도료의 성능이 습도가 올라갈수록 급격하게 떨어지는 현상을 밝혀냈다. 기존 복사냉각 도료의 성능을 습도에 따라 관측한 결과, 상대습도가 30%를 넘어가면 성능이 크게 떨어지고 45% 이상에서는 오히려 복사발열 현상이 나타났다.
◇ 사각지대 없앤 KAIST 무선태그 기술 국제학회 최우수논문상
한국과학기술원(KAIST)은 전기및전자공학부 김성민 교수 연구팀이 개발한 무선태그 기술이 모바일 컴퓨팅 분야 최고 권위 국제 학술대회인 'ACM 모비시스'에서 최우수 논문상을 받았다고 5일 밝혔다.
연구팀이 개발한 무선 태그 기술은 스마트 팩토리 등에서 사각지대 없이 정밀한 위치를 추적할 수 있는 기술이다.
가구, 전자제품 등 다양한 장애물에 가려진 상황에서도 기존 기술보다 15배 이상 높은 8.3㎜의 정확도로 3차원 위치를 찾아낼 수 있다.
기존 UWB(Ultra Wide Band) 기술 대비 반사성이 10배 이상 높은 밀리미터파 전파(30∼300㎓ 의 고대역 주파수)를 활용, 장애물을 우회하는 반사 신호를 확보했다. 실내에서도 안정적으로 목표물의 정확한 위치를 추적할 수 있어 스마트 팩토리나 증강현실(AR) 서비스 등에 활용할 수 있다.
◇ 지질자원연, 석탄재 활용 DAC 원천기술 개발
한국지질자원연구원은 안지환 박사 연구팀이 이산화탄소 감축을 위한 핵심기술로 꼽히는 DAC(Direct AirCapture) 보급을 위해, 경제성 및 기술 문제를 극복한 원천기술을 개발했다고 4일 밝혔다.
DAC는 CO2를 대기에서 직접 포집·저장하는 기술이다. 국제에너지기구(IEA)에선 2050년 탄소중립 목표달성을 위한 핵심기술로 DAC를 선정한 바 있다.
안 박사 연구팀이 개발한 DAC 기술은 석탄재 기반 폐기물에서 제올라이트를 합성해 경제성의 한계를 극복함과 동시에 패시브 탄산화의 핵심인 수화(Hydration)조절 활성화와 침강성 탄산칼슘 핵심기술을 적용해 기술적 문제를 풀었다.
◇ '투과도 자유자재로 조절' 초대형 투명스크린 저렴하게 만든다
한국기계연구원은 주변 환경에 따라 투과도를 자유자재로 조절할 수 있는 초대형 투명 스크린을 개발했다고 3일 밝혔다.
정준호 책임연구원 연구팀과 기계연의 연구소기업 메타투피플은 100㎚(나노미터·10억분의 1ｍ)급 지름의 이산화타이타늄 나노입자들을 필름 내부에 고르게 분산시키는 방법으로 머리카락 굵기(지름 0.1㎜) 3배 정도의 얇은 필름으로 된 100인치 크기 투명 스크린을 개발했다.
빔프로젝터로 스크린에 빛을 쏘면 170도의 넓은 시야각으로 선명한 영상과 스크린 너머의 풍경까지 볼 수 있다. 투명도를 조절할 수 있는 PDLC 필름을 적용, 주변 밝기에 따라 투명도를 낮출 수 있어 실내조명이 밝은 곳에서도 볼 수 있다.
◇ 기초연 "차세대 극소형 반도체 소자 구현 성공"
3일 기초과학연구원(IBS)에 따르면 조문호 반데르발스 양자 물질 연구단장 연구팀이 원자 크기 수준으로 작은 너비의 1차원 금속 물질에 2차원 반도체 기술을 적용해 새로운 구조의 극소형 반도체 소자를 구현하는 데 성공했다.
연구팀은 2차원 반도체인 이황화 몰리브덴의 거울 쌍정 경계가 폭이 0.4㎚에 불과한 1차원 금속임에 영감을 얻어 이를 반도체 소자의 게이트 전극으로 활용하는 연구를 했다. 그리고 이를 통해 리소그래피 없이 게이트 길이가 원자 크기 수준인 1차원 금속 기반의 반도체 소자를 구현했다.
아울러 연구팀은 극소형 반도체 소자가 기반이 되는 논리 회로 구현에도 성공했다. 이 반도체 소자는 단순한 구조와 좁은 게이트 길이 덕분에 기존 전자장치 회로에 존재하는 '원치 않는' 정전 용량을 최소화할 수 있어 회로 성능을 크게 향상했다.
◇ 차세대 인공지능 반도체 구현 핵심소재 개발했다
한국재료연구원(KIMS)은 에너지·환경재료연구본부 김용훈 박사 연구팀이 포항공과대학교 황현상 교수 연구팀과 공동 연구를 통해 차세대 인공지능 반도체 구현 핵심 소재인 '3차원 초고집적 뉴로모픽 시냅스 소자' 개발에 성공했다고 1일 밝혔다.
이 기술은 초저온에서 합성한 반데르발스 2차원 나노소재(텅스텐 나이셀레나이드, WS2)를 드레인 전극과 이온 배리어 층(Barrier-layer)에 동시 적용함으로서 수직-반응형 ECRAM(Electrochemical random-access memory) 소자를 3차원으로 초고집적화시킨 기술이다.
시냅스 소자 구현을 위해서는 이온 이동을 정밀하게 제어하는 기술이 필요한데, 만약 제어가 어려우면 원하는 저항값을 얻기 힘들다. 공동 연구팀은 채널과 이온 전해질 층 사이에 2차원 나노소재로 만든 배리어층을 통해 이온 이동을 제어한 결과, 선형성 및 대칭성, 내구성과 같은 고성능 시냅스 특성을 구현할 수 있었다.