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동국대학교 권순철 교수, 전원 0V 구동 광컴퓨팅 기술 공동 개발

등록일 2025.11.20. 조회 68

- 동국대, 전북대, KIST, 서강대 공동연구… “빛만으로 연산하는 초저전력 단일 소자 컴퓨팅 기술”
- 페로브스카이트 기반 단일 소자에서 모든 기본 논리연산 수행 
- 외부 전원 0V 구동…초저전력 엣지 AI·광 뉴로모픽 적용 기대 
- 초저전력 소자 어레이 및 집적화 기술 개발 가속화… 차세대 엣지 AI 핵심기술 부상

 

권순철 교수

▲ 에너지신소재공학과 권순철 교수

 

동국대학교 에너지신소재공학과 권순철 교수 연구팀(교신저자)이 전북대학교 박유신 교수 연구팀(교신저자), 한국과학기술연구원(KIST), 서강대학교 연구팀과의 협업한 공동연구에서 전기 없이, 빛만으로 모든 기본 논리연산을 수행하는 단일 소자 광컴퓨팅 기술 개발에 성공했다.

 

기존 전자식 반도체 기반 연산 방식은 높은 전력 소모, 발열, 복잡한 회로 구조, 배터리 의존성 등 한계를 갖고 있어, 전력을 거의 사용하지 않으면서 동시에 연산·센싱·판단을 수행할 수 있는 새로운 컴퓨팅 패러다임이 필요했다.

 

논리 연산 시연

▲ 페로브스카이트 광-논리소자의 모식도와 실시간으로 8개의 논리 연산 시연

 

이번 연구는 할라이드 페로브스카이트 내부에서 전하 이동을 정밀 제어해, 빛의 세기와 조사 위치만으로 전류 방향(±)을 전환시키는 기술을 확립한 것이 핵심이다. 이를 통해 기존 회로나 트랜지스터 없이 단일 소자만으로 모든 기본 논리연산 동작을 자유롭게 재구성할 수 있는 광컴퓨팅 소자를 구현했다. 개발된 소자는 ▲외부전원 없이 동작(0V 전압 상태에서도 기본 논리연산 수행) ▲소재 자체 특성으로 단일 소자에서 연산 기능 구현 ▲초저전력·고집적 특성 ▲실시간 센서-연산 융합 가능성 등의 특성을 가지고 있어 기대를 모은다.

 

권순철 교수는 "AI·IoT·자율주행 등 스마트 시스템이 급속히 확산되면서, 배터리 환경에서도 스스로 판단·연산 가능한 초저전력 엣지 AI 기술이 산업계의 핵심 요구"라고 강조하며, "전자 이동 대신 빛을 이용해 정보를 처리하는 광(光) 기반 컴퓨팅이 차세대 기술로 주목받고 있으며, 그 중에서도 단일 소자에서 연산이 가능한 초저전력 광컴퓨팅 플랫폼 개발에 대한 산업적 필요성이 빠르게 증가하고 있다"고 밝혔다.

 

관련 연구성과는 재료과학 분야 세계적 권위지 『Advanced Materials』 최신호(IF 26.8, JCR 상위 2.1%)에 게재됐다(논문명 : Light-Driven Reconfigurable Logic in a Monolithic Perovskite Device via Nonlinear Photoresponse Switching). 

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