헬로티 전자기술 기자 |

한국연구재단은 14일 장호원 서울대 교수 연구팀이 성균관대·포항공대 연구팀과 공동으로 차세대 반도체 소재로 주목받는 '할라이드 페로브스카이트'의 수분 불안정성 등을 해결했다고 밝혔다. 

인간 뇌처럼 구동되는 뉴로모픽(Neuromorphic) 반도체 소자의 소재가 되는 페로브스카이트는 부도체·반도체·도체 성질은 물론 초전도 현상까지 갖는 산화물이다. 특히 순도가 높고 색 조절이 가능하면서도 경제적인 금속 할라이드(할로젠화합물) 페로브스카이트 발광체가 주목을 받아왔다. 

다만 제어가 쉽지 않고 수분에 약하다는 단점 때문에 상용화하는 데 어려움을 겪었다. 연구팀은 기존 3차원 결정 구조 대신 2차원 결정 구조를 전극에 수직 방향으로 성장시키는 방식을 택했다. 이를 통해 기존 보고된 소자들에 비해 선형성·대칭성·신뢰성이 향상된 결과를 얻었다.

연구팀은 수분에 약한 단점을 극복해 대기 중에서도 수개월 동안 작동이 가능한 사실을 실험을 통해 검증했다. 이렇게 제작된 뉴로모픽 소자를 기반으로 한 회로에서 인공지능(AI)은 손글씨로 써진 숫자를 96.5% 정확도로 인식하는 한편 사람이 입은 의류 종류도 86.5% 정확도로 판별했다.

뉴로모픽 반도체는 사람의 뇌 시냅스 구조를 모방해 사람 사고 과정과 비슷한 방식으로 정보를 처리하도록 고안한 반도체로, AI 기술을 초저전력으로 수행할 수 있어 4차 산업혁명 시대 차세대 메모리 소자로 주목받고 있다. 

연구팀 관계자는 "할라이드 페로브스카이트는 기존 실리콘과 달리 유연하면서 제작단가가 낮은 혁신적인 반도체 소재"라며 "차세대 뉴로모픽 연구와 메모리·비메모리 반도체 기술에 이르기까지 비용을 획기적으로 줄이고 큰 파급력을 미칠 것"이라고 말했다. 

한편, 이번 연구 성과는 재료과학 분야 국제학술지인 머티리얼스 투데이에 지난달 23일 온라인 게재됐다.