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동국대 김성준 연구팀, 뉴로모픽 컴퓨팅 위한 다기능성 TaOx 멤리스터 개발

등록일 2025.02.28. 작성자 최윤호 조회 307

- 휘발성 멤리스터로 뉴로모픽 반도체 혁신… 저전력·고속 학습 구현
- 연구팀, “균일성·신뢰성 확보한 TaOx 멤리스터 개발로 대규모 확장성 기대”
- 재료과학 분야 권위 학술지 ‘Advanced Functional Materials’ 최신판 온라인 게재

 

김성준 교수 연구팀

▲ 왼쪽부터 김성준 동국대 전자전기공학부 교수, 노민서 석사, 주동열 석사


동국대 전자전기공학부 김성준 교수(교신저자), 주동열 석사, 노민서 석사(공동 제1저자)로 구성된 연구팀이 산화탄탈륨(TaOx) 기반 휘발성 멤리스터 메모리 소자를 활용해 다양한 뉴로모픽 반도체 응용 기술을 구현했다고 발표했다.

 

연구팀은 교내 MINT(밀리미터파신기술연구센터) 공정실의 스퍼터 장비를 활용해 TaOx 박막을 개발 및 증착하고, 개발한 박막을 기반으로 저항 스위칭 소자를 제작했다고 밝혔다. 또한, 전기적 펄스 신호를 인가해 뇌의 시냅스 기능을 모방하고, 시냅스 배열 및 모스 부호 구현을 통해 데이터 생성 및 연산이 가능한 저비용 축적 컴퓨팅 응용 가능성을 확인했다고 덧붙였다.

 

이번에 개발된 소자는 우수한 안정성과 조절 가능한 휘발성을 갖춰 하나의 소자로 다양한 기능을 구현할 수 있다. 이번 연구 성과는 차세대 AI 및 뉴로모픽 컴퓨팅 핵심 기술로 기대를 모으고 있다.

 

김성준 교수는 “공동 제1저자 학생들이 직접 소자를 제작했으며, 일관된 성능과 우수한 소자 균일성을 이번 연구를 통해 확인했다”고 강조하며, 향후 대규모 어레이(array) 소자 분야로 이번 연구 성과가 확장될 수 있다는 점에서 높은 기대를 모으고 있다고도 밝혔다.

 

해당 연구 결과는 <Self-rectifying Volatile Memristor for Highly Dynamic Functions>라는 제목으로 나노·반도체 기술 분야 저명 국제 학술지 「Advanced Functional Materials (IF=18.5)」에 25년 2월 온라인에 게재됐다.

 

한편, 본 연구는 한국연구재단의 중견연구 사업 "축적컴퓨팅 구현을 위한 리텐션 조절 가능한 하프늄 기반 강유전체 소자 기술 및 수직적층 집적공정 개발"과 글로벌 기초연구실 사업인 "뉴로모픽 기술 기반 모빌리티 배터리 PHM 글로벌 기초연구실"의 지원을 받아 수행됐다.

 

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