빛 신호로 논리연산을 수행하는 새로운 반도체 기술 개발

경상국립대 박준홍 교수(교신저자), 김형태 학생(공동 제1저자), 소므나트 수하스 쿤달레(Somnath Suhas Kundale) 박사(공동 제1저자), 저널 표지 이미지(왼쪽부터)

경상국립대학교 박준홍 교수팀이 빛신호로 논리연산을 수행하는 대면적 반도체 기술을 개발하고, 이 연구 결과가 국제 저명 학술지 《에이시에스 머티리얼즈 레터》의 표지 논문으로 선정되었습니다. 박준홍 교수팀은 밀리미터 규모의 이차원 반도체 소재를 활용해 서로 다른 파장대의 빛을 신호로 동시 입력하여 'AND'와 'OR' 논리연산을 구현하는 기술을 개발했습니다. 이번 연구는 8월 5일 국제 학술지 《에이시에스 머티리얼즈 레터》에 온라인 게재되었습니다. 연구팀은 화학기상증착법으로 성장시킨 p형 WSe2(텅스텐 디셀레나이드) 반도체 소재를 활용해, 빛의 세기와 펄스 변조에 따라 동작 모드가 변화하는 광게이팅 트랜지스터를 구현했습니다. 이 기술은 막대한 데이터 처리 수요를 감당하기 어려운 기존 정보처리 시스템의 한계를 극복하고, 다양한 빛 신호를 통해 논리연산을 수행할 수 있습니다. 특히, 빛 신호의 강도와 펄스 형태를 조절해 신경망 구동도 가능하게 합니다. 이번 연구는 열 노이즈나 미세공정을 필요로 하지 않고도 고성능 다기능 트랜지스터를 구현할 수 있다는 점에서 큰 의의를 갖습니다. 연구팀은 “이 기술이 정전기로 구동되는 광학적 인센서 컴퓨팅 하드웨어 제작에 큰 도움을 줄 것”이라며, “다중 모달 인터페이스와 인공지능 구현에 적합한 기능성을 제공할 수 있을 것”이라고 밝혔습니다. 연구팀은 앞으로도 이 기술을 기반으로 고효율 이미지 처리 시스템 개발에 박차를 가하며, 다양한 응용 분야로의 확장을 모색할 계획입니다. 이에 따라 박준홍 교수팀은 차세대 반도체 기술의 새로운 지평을 열어갈 것을 목표로 하고 있습니다.