하태준 교수(전자재료공학과) 연구팀, 고선형성 및 정밀도를 가지는 뉴로모픽 컴퓨팅을 구현하기 위한 컨택 엔지니어링이 적용된 산화물 멤트랜지스터 개발

 

- 재료 과학 분야에서 최상위 국제 학술지인 Small (IF: 13, JIF ranking: 7%)에 논문 게재 -

 

(좌측부터) 박상준 박사, 하태준 교수

  모교 하태준 교수(전자재료공학과) 연구팀은 성균관대 김영훈 교수 연구팀 및 중앙대 박성규 교수 연구팀과 함께 컨택 엔지니어링이 적용된indium-gallium-zinc oxide (IGZO) 기반 산화물 멤트랜지스터를 제작하였고 이를 통해 높은 선형성 및 정밀도를 가지는 뉴로모픽 컴퓨팅을 구현하는데 성공했다. 이번 연구 결과는 WILEY에서 발행하는 재료 과학 분야에서 최상위 국제 학술지인 Small (IF: 13, JIF ranking: 7%)에 “Contact-Engineered Oxide Memtransistors for Homeostasis-Based High-Linearity and Precision Neuromorphic Computing” 제목으로 게재되었다. (참조: https://doi.org/10.1002/smll.202409510) 최근 뉴로모픽 컴퓨팅은 초저전력 소모, 병렬 처리, 환경 적응성 등 많은 장점으로 인하여 전세계적으로 큰 주목을 받고 있다. Hebbian 규칙 발견은 신경 발달과 학습 과정에 대한 이해를 높였으나, 학습 메커니즘을 완벽하게 모방할 수 없기 때문에 뉴로모픽 시스템 개발에 있어서 문제가 되고 있다. 이에 하태준 교수(전자재료공학과) 연구팀은 성균관대 김영훈 교수 연구팀 및 중앙대 박성규 교수 연구팀과 함께 컨택 엔지니어링을 적용하여 Hebbian과 homeo-plasticity를 모두 모방할 수 있으면서도 다양한 메모리 기능을 수행할 수 있는 산화물 반도체 멤트랜지스터를 개발하는데 성공했다. 제작된 IGZO 멤트랜지스터는 104이상의 높은 전류 스위칭 비율과100번의 반복 동안에도 안정적인 동작을 나타냈으며, 우수한 메모리 특성과 함께 항상성을 모방하는 시냅스 스케일링 적응을 통해 숫자 이미지에 대한 91.77 %의 높은 인식 정확도를 보였다. 한편, 이번 연구는 하태준 교수가 연구소장으로 있는 인터렉티브 디스플레이 중점연구센터에서 수행하고 있는 산화물 반도체 멤리스터 및 멤트랜지스터 연구 성과물이며, 미래창조과학부가 주관하는 한구연구재단 중견연구사업 지원으로 수행되었다. 하태준 교수 연구팀은 첨단 재료를 기반으로 차세대 전자 소자 설계 뿐만 아니라 공정 개발에 대한 폭넓은 연구를 기반으로 산화물 반도체 및 절연막과 관련하여40여 편의 SCI 저널 게재 및 20여 건의 특허 실적을 가지고 있다.  

컨택 엔지니어링IGZO 멤트랜지스터 소자 구조와 장기, 단기 기억 모방 동작 및 이미지 인식 정확도 분석 결과

  출처 : 광운대학교 최신연구성과 (kw.ac.kr)