반도체 속 '전기 병목현상' 해결 外 [과학게시판]

[아이뉴스24 정종오 기자] 한국과학기술원(KAIST, 총장 배충식) 신소재공학과 홍승범 교수 연구팀이 신소재공학과 강기범 교수, 성균관대(총장 유지범) 조성범 교수 연구팀과 공동으로 차세대 반도체 소자로 주목받는 2차원 소재(원자 한두 층 두께의 초박막 소재)에서 전기가 막힘없이 흐르는 새로운 구조를 구현하고 이를 나노미터(㎚, 10억분의 1m) 수준에서 직접 관찰할 수 있는 분석 플랫폼을 개발했다.

AI 반도체·초저전력 반도체 전력 손실 줄일 핵심 원천기술 기대

반도체는 금속 전극과 반도체가 만나는 경계에서 접촉 저항(Contact Resistance, 서로 다른 두 물질이 맞닿는 경계에서 전기가 흐를 때 발생하는 저항) 때문에 성능이 떨어지고 전력 손실이 발생한다. 반도체가 점점 작아질수록 접촉 저항의 영향은 더욱 커져 차세대 반도체 개발의 가장 큰 기술적 난제로 꼽혀왔다.

연구팀은 기존처럼 금속 전극을 반도체 위에 붙이는 대신 하나의 2차원 소재 안에서 준금속(금속처럼 전기가 잘 흐르는 성질)과 반도체 영역을 연속적으로 구현했다. 같은 소재 안에서 두 영역이 자연스럽게 이어지도록 만들어 전류가 경계에서 막히지 않고 흐를 수 있음을 세계 최초로 입증했다.

홍승범 교수는 “이번 연구는 2차원 반도체 계면에서 전류가 흐르는 모습을 나노미터 수준에서 직접 확인한 세계 최초의 사례”라며 “단일체 계면이 전류의 흐름을 방해하지 않는다는 사실을 실험적으로 입증한 만큼 다양한 차세대 반도체의 접촉 저항 문제를 해결하는 핵심 원천기술로 활용될 것으로 기대한다”고 말했다.

비싼 백금 대신 1나노 촉매로 그린수소 생산

비싼 백금 촉매를 대신해 알칼리 수전해의 수소 생산 효율을 높일 새로운 촉매 설계 원리가 제시됐다. 국내 연구팀이 약 1나노미터(nm) 크기의 루테늄 나노클러스터가 반응 중 산화 표면을 유지하고 이 표면이 촉매 주변 물 분자의 배열을 바꿔 수소 발생 반응을 촉진함을 알아냈다.

한국연구재단(이사장 홍원화)은 한국과학기술원(KAIST) 생명화학공학과 이진우 교수 연구팀이 서울대 한정우 교수팀, 한국에너지공과대 김우열 교수팀, 한국과학기술연구원 조성기 박사팀과의 공동연구를 통해 루테늄 나노클러스터 촉매의 작동 중 표면 상태와 전극-전해질 계면 물 구조를 규명하고 이를 바탕으로 음이온 교환막 수전해의 수소 생산 성능을 크게 향상시켰다고 발표했다.

연구책임자인 이진우 교수는 “이번 연구는 루테늄 촉매의 크기와 원자 구조가 실제 작동 중 표면 산화상태와 계면 물 구조를 어떻게 바꾸는지 규명해 고성능 수전해 촉매 설계의 중요한 출발점이 됐다”며 “이번 연구에서 확인한 작동 중 표면 상태의 역할은 향후 고성능 알칼리 수전해 촉매 설계와 그린수소 생산 기술 개발에 중요한 기반이 될 것”이라고 설명했다.

대형언어모델 기반 다중 에이전트 통신 기술 개발

울산과학기술원(UNIST) 인공지능대학원 한승열 교수팀은 대형언어모델의 추론 능력을 이용해 다중 에이전트 강화학습의 통신 방식을 설계하고 개선하는 ‘LMAC(LLM-driven Multi-Agent Communication)’ 기술을 개발했다.

LMAC은 드론 군집이나 협동 로봇, 자율주행차처럼 각 장치가 전체 상황의 일부만 볼 수 있는 환경에서 각 AI가 수집한 정보 가운데 무엇을 어느 팀원에게 전달해야 할지를 규칙으로 정해주는 기술이다.

한승열 교수는 “앞으로 자율 드론, 로봇 군집, 스마트 팩토리, 자율주행 협력 시스템처럼 여러 AI가 제한된 정보 속에서 함께 판단해야 하는 실제 환경에 중요한 기반 기술이 될 것”이라고 기대했다.

7월 ‘대한민국 엔지니어상’ 수상자

과학기술정보통신부(부총리 겸 과기정통부 장관 배경훈)와 한국산업기술진흥협회(회장 구자균)는 ‘대한민국 엔지니어상’ 올해 7월 수상자로 LG화학 김세현 연구위원과 이엠텍 최양일 대표이사를 선정했다.

김세현 연구위원은 이차전지 내 전자의 이동을 돕는 핵심 소재인 도전재용 탄소나노튜브의 대량 생산 기술을 개발했다. 최양일 대표이사는 반도체 공정 내 까다로운 고순도 유지 조건으로 인해 외산에 의존하던 포토레지스트 충진 설비를 국산화한 공로를 인정받아 수상자로 선정됐다.

핵융합연-세라믹기술원, 플라즈마 공정 소재 데이터 표준화

한국핵융합에너지연구원(원장 오영국)은 13일 대전 본원에서 한국세라믹기술원(원장 윤종석)과 ‘플라즈마 공정용 세라믹 소재·부품의 내플라즈마 특성 데이터 개발과 AI 기반 공동연구·활용 플랫폼 구축’을 위한 상호협력협약을 체결했다.

이번 협약은 반도체·디스플레이 제조 공정에 활용되는 세라믹 소재·부품의 플라즈마 내구성과 반응 특성을 데이터로 확보하고, 이를 표준화·공동활용하기 위한 협력 기반을 마련하기 위해 추진됐다.

암흑물질 ‘액시온’ 후보 신호 끝까지 검증

기초과학연구원(IBS, 원장 장석복) 암흑물질 액시온 그룹 윤성우 CI 연구팀은 액시온 후보 신호를 독립적 실험 장치와 고감도 재탐색을 통해 정밀 검증하고 세계 최고 수준의 탐색 민감도를 달성해 액시온 탐색 영역을 확장하는데 성공했다.

액시온(axion)은 우주 질량의 약 85%를 차지하는‘암흑물질(dark matter)’의 유력한 후보로 꼽힌다. 액시온이 실제 존재한다면 강한 자기장 안에서 매우 미약한 마이크로파 신호로 나타날 수 있다.

윤성우 CI는 “앞으로 고감도 탐색과 체계적 후보 신호 검증을 병행해 액시온 암흑물질 탐색 영역을 넓혀 나갈 것”이라고 말했다.

태양전지 상용화 추진

한국화학연구원은 엘케이켐과 13일 ‘고효율 실리콘-페로브스카이트 탠덤 태양전지용 소재 조성과 제조’ 기술이전 계약을 체결했다.

이번 기술이전을 통해 중국이 주도해 온 차세대 태양전지 소재 시장에서 국산 기술의 경쟁력을 입증하고 탠덤 태양전지 공급망의 핵심 거점을 국내에 마련할 수 있을 것으로 기대된다.

원자력병원, 뇌혈관센터 개소

한국원자력의학원(원장 이진경)은 13일 원자력병원 뇌혈관센터 개소식을 개최했다.

뇌혈관센터는 조현준 센터장(신경외과 전문의)과 유진혁 과장(신경과 전문의)의 협진체계를 바탕으로 운영된다. 뇌졸중, 뇌동맥류, 경동맥 및 두개내동맥 협착, 두개내 혈관기형, 모야모야병 등 다양한 뇌혈관질환에 대한 전문 진료를 제공한다.

실명 유발하는 안질환, 치료 반응 ‘조기 예측’ 가능성 열려

울산의대 서울아산병원 융합의학과 김준기 교수·안과 이준엽 교수팀은 고감도 바이오마커 검출법과 인공지능을 결합해 망막질환을 정밀하게 진단하고 치료 반응을 조기에 예측할 수 있는 통합 진단 플랫폼을 자체 개발했다. 진단 정확도는 96.45%에 달했다.

앞으로 실명을 유발하는 안질환을 정밀하게 진단하고 환자별 맞춤형 치료 전략 수립에 도움이 될 것으로 기대된다.

원자력연-미래와도전 컨소시엄, 요르단 NTD 시설 구축 우선협상대상자 최종 선정

한국원자력연구원(원장 직무대행 임인철)은 미래와도전(FNC)과 공동으로 요르단 원자력위원회(JAEC)가 운영하는 JRTR의 ‘중성자변환도핑(NTD, Neutron Transmutation Doping) 시설 구축 사업’의 우선협상대상자로 선정됐다.

중성자변환도핑(NTD) 기술은 반도체 기판이 될 고순도 실리콘(Si) 소재에 중성자를 조사해 실리콘 원자 중 일부를 인(P)으로 바꾸는 핵변환 기술로 고품질 전력반도체 생산을 위한 핵심 기술이다.

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재료연 바이오·헬스재료연구본부, 소아암 아동 위해 1000만원 기부

한국재료연구원(KIMS, 원장 최철진) 바이오·헬스재료연구본부(본부장 윤희숙)가 소아암 아동·청소년을 위해 후원금 1000만원을 한국소아암재단(이사장 이성희)에 전달했다. 이번 후원금은 지난 4월 23일 개최된 KIMS 재료연구 50주년 기념식에서 바이오·헬스재료연구본부가 우수부서상으로 받은 상금 500만원에 연구원 구성원들의 자발적인 개인 기부금 500만원을 더해 마련됐다.

철도연, 출연연 노사문화 우수기관 선정

한국철도기술연구원(원장 사공명)은 지난 10일 고용노동부가 선정하는 ‘2026년 노사문화 우수기관(공공부문)’에 출연연 최초로 선정됐다.

‘노사문화 우수기관’은 상생과 협력의 노사문화를 모범적으로 실천하고 있는 기업과 기관을 대상으로 고용노동부가 심사를 거쳐 선정하는 제도이다. 올해는 전국 112개 기업과 기관이 신청했다.