๋๊ตญ์์
์๋์ง์ ์์ฌ๊ณตํ๊ณผ ๊ถ์์ฒ ๊ต์ํ, ์ผ์๊ณ ์ ๊ธฐ ํผํฉ ๋ฐ๋ง ๊ฐ๋ฐโฆ ์ ์ ์ยท์์ ์ฑยทํจ์จ์ฑ ์ฐจ์ธ๋ ์ ๊ธฐ ๋ด๋ก๋ชจํฝ ์์ ๊ตฌํ
- ๊ทน์ฑ ๊ฒ์ดํธ-๋น๊ทน์ฑ ์ฑ๋ trade-off ํ๊ณ ๊ทน๋ณต… ์์ ๋ ์ ๊ธฐ์ ๋ด๋ฐ ์ ๊ฒฝ๋ง ๊ตฌํ
- ๋จ์ผ ์์๋ก 3.5V ์ดํ ์ ์ ์ ์กฐ๊ฑด์์ ๋ฉ๋ชจ๋ฆฌ ํน์ฑ ๋ฐ AI-ํ๋์จ์ด ํ์ต ๊ตฌํ
- ์ฐจ์ธ๋ ์์ฌ·์์ ๋ถ์ผ ๊ตญ์ ํ์ ์ง ‘Advanced Science(IF=14.1)’ ๊ฒ์ฌ

โฒ ์ผ์ชฝ๋ถํฐ ์๋์ง์ ์์ฌ๊ณตํ๊ณผ ๊ถ์์ฒ ๊ต์, ์ด์ฑ๋ฏผ ์์ฌ๊ณผ์ ์
๋๊ตญ๋ถฤว๊๊ต ์๋์ง์ ์์ฌ๊ณตํ๊ณผ ๊ถ์์ฒ ๊ต์ ์ฐ๊ตฌํ(๊ต์ ์ ์ ๊ถ์์ฒ ๊ต์, ์ 1์ ์ ์ด์ฑ๋ฏผ ์์ฌ๊ณผ์ ์)์ด ๋ ์ด์จ์ฑ ๋ฌผ์ง ์ฌ์ด์์ ์๋ฐ์ ์ผ๋ก ์ผ์ด๋๋ ์ด์จ ๊ตํ(ion exchange)โ์ ์ด์ฉํด ์ฅ๊ธฐ ๊ธฐ์ต ํน์ฑ๊ณผ ๊ตฌ๋ ์์ ์ฑ์ ๋์์ ๋์ธ ๊ณ ์ฑ๋ฅ ์ ๊ธฐ ๋ด๋ก๋ชจํฝ ์์๋ฅผ ๊ฐ๋ฐํ๋ค. ์ด๋ฒ ์ฐ๊ตฌ๋ ๊ฐ๋จํ ์ฉ์ก ํผํฉ๋ง์ผ๋ก ์ ๊ธฐ๋ฐ๋์ฒด์ ์ ๊ธฐํํ์ ๋ํ์ ์ ์ดํ๋ ์๋ก์ด ์ฌ๋ฃ ์ค๊ณ ์ ๋ต์ผ๋ก ์ฃผ๋ชฉ๋ฐ๊ณ ์๋ค.
๋ด๋ก๋ชจํฝ ์ปดํจํ ๊ธฐ์ ์ ์๋ฌผํ์ ์ ๊ฒฝ๋ง์ ํน์ฑ์ ๊ตฌํํ๊ธฐ ์ํด์๋ ๋ค์์ ํธ๋์ง์คํฐ์ ๋ณต์กํ ์ฃผ๋ณ ํ๋ก๊ฐ ํ์ํด, ๊ธฐ์กด ์ค๋ฆฌ์ฝ ๊ธฐ๋ฐ CMOS ๊ธฐ์ ๋ก๋ ๊ณ ์ง์ ·์ ์ ๋ ฅ ๋ด๋ก๋ชจํฝ ์์คํ ๊ตฌํ์ด ์ด๋ ค์ ๋ค. ๋์์ผ๋ก ์ฃผ๋ชฉ๋ฐ๋ ์ด์จ-๊ฒ ๊ธฐ๋ฐ ์ ๊ธฐ ์ ๊ธฐํํ ํธ๋์ง์คํฐ(IG-OECT)๋ ๋จ์ผ ์์์์ ์ ๊ตํ ์ด์จ ์ด๋ ์ ์ด๋ฅผ ํตํด ์ฐ์ ์ ๋ ๋ณํ๊ฐ ๊ฐ๋ฅํ์ง๋ง, ๊ฒ์ดํธ ์ธต์ ์ด์จ-๊ฒ ๋ฐ ์ฑ๋ ์ธต์ ์ ๊ธฐ๋ฐ๋์ฒด ๊ทน์ฑ ๊ฐ ๋ถ์ผ์น๋ก ์ธํด ์ฅ๊ธฐ ๊ตฌ๋ ํ๊ฒฝ์์ ๋ ์ ๊ฒฝ๋ง ๋ชจ์ฌ ๋ฅ๋ ฅ์ด ์ ํ๋๋ค.
์ฐ๊ตฌํ์ ์ ๊ธฐ๋ฐ๋์ฒด์ ๊ณ ์ฒด ์ํ์ ์ด์จ์ฑ ๋ฌผ์ง [DMIM]+[PFโ]- (I1)๊ณผ ์ก์ฒด ์ด์จ์ฑ ๋ฌผ์ง [EMIM]+[TFSI]- (I2)๋ฅผ ํจ๊ป ๋์ ํ ์๋ก์ด ์ผ์๊ณ ์ ๊ธฐ ํผํฉ ์์คํ ์ ์ค๊ณํด ๋ฌธ์ ๋ฅผ ํด๊ฒฐํ๋ค. I1์ ๊ธด ์ํฌ ์ฌ์ฌ์ P3HT์ ์ํฌ ์ธก์์์ ์นํ์ฑ์ ๋์ฌ ์์ ์ ์ผ๋ก ๋ฐ๋ง์ ํ์ฑํ๊ณ , ์ถ๊ฐ ๋์ ๋ I2๋ I1 ๋ด๋ถ์ ๊ฐํ ์์ด์จ–์์ด์จ ๊ฒฐํฉ์ ์ฌ๊ตฌ์ฑํ๋ ์ด์จ ๊ตํ ์ญํ ์ ํ๋ค.
์ฐ๊ตฌํ์ ๋ฐ๋๋ฒํจ์์ด๋ก (DFT) ๋ฐ ๋ถ์๋์ญํ ๊ณ์ฐ์ ๋ฐ๋ฅด๋ฉด, I2 ๋์ ์ ๋ ์ด์จ์ฑ ์ก์ฒด ์ฌ์ด์ ์๋ฐ์ ์ธ ์ด์จ ๊ตํ ํ์์ด ๋ฐ์ํ๊ณ , ๊ธฐ์กด I1์ ๊ฐํ ์ด์จ์ฑ ์์ง์ ์ํํด ์ ๊ธฐ๋ฐ๋์ฒด์ ์ด์จ์ฑ ๋ฌผ์ง์ด ๊ท ์ผํ๊ฒ ๊ณต์กดํ ์ ์๋ ํ๊ฒฝ์ ํ์ฑํ๋ค. ์ ์ํ๋ฏธ๊ฒฝ ๋ถ์์ ํตํด ๊ธฐ์กด ์ด์๊ณ ํผํฉ ์ ๋ต์์ ๊ด์ฐฐ๋๋ ๋๋ ทํ ์๋ถ๋ฆฌ๊ฐ ์ผ์๊ณ ํผํฉ ์ ๋ต์์๋ ํฌ๊ฒ ์ํ๋๋ ๊ฒ ์ญ์ ํ์ธํ๋ค.
๊ฐ๋ฐ๋ ์ผ์๊ณ ์ ๊ธฐ ๋ด๋ก๋ชจํฝ ์์๋ −3.5V์ ๋ฎ์ ๊ฒ์ดํธ ์ ์์์๋ ์์ ์ ์ผ๋ก ๋์ํ์ผ๋ฉฐ, 50ํ์ ์ ๊ธฐ์ ์๊ทน ์ดํ 1,500์ด๊ฐ ์ง๋๋ ์ด๊ธฐ ๊ฐํ๋ ์ ๋ฅ์ ์ฝ 60.7%๋ฅผ ์ ์งํ๋ค. ์ด๋ ๊ธฐ์กด ์ ๊ธฐ ๋ด๋ก๋ชจํฝ ์์๊ฐ ์ฝ 7% ์ ๋ฅ๋ฅผ ์ ์งํ ๊ฒ์ ๋นํด ํฌ๊ฒ ํฅ์๋ ์์น๋ค. ์์๋ ๋ฐ๋ฆฌ์ด ์์ค์ ์งง์ ์๊ทน์๋ ๋ฐ์ํ๊ณ , 25์๊ฐ ์ด์์ ์ฅ๊ธฐ ๊ธฐ์ต ํน์ฑ ๋ฐ ์ต๋ 50๋จ๊ณ๋ก ๊ตฌ๋ถ๋๋ ์ ๋ ์ํ๋ฅผ ๋ณด์์ผ๋ฉฐ, ์ผ๋ฐ์ ์ธ thiophene๊ณ P3HT๋ฟ ์๋๋ผ ๋์ ๊ฒฐ์ ์ฑ์ ๊ฐ๋ DPP ๊ธฐ๋ฐ donor–acceptor ๊ณ ๋ถ์์์๋ ํฅ์๋ ๋ฐ๋ณต ๊ตฌ๋ ์์ ์ฑ ๋ฐ ์๋ ์ค ํน์ฑ์ ๋ณด์๋ค.
๋ํ, ์ฐ๊ตฌํ์ ์ค์ ์ธ๊ณต์ง๋ฅ ํ๋์จ์ด ์ ์ฉ ๊ฐ๋ฅ์ฑ์ ๊ฒ์ฆํ๊ธฐ ์ํด ์ฅ๊ธฐ๊ฐํ(LTP)์ ์ฅ๊ธฐ์ต์ (LTD)๋ฅผ ์ด์ฉํด ์ธ๊ณต์ ๊ฒฝ๋ง์ ๊ฐ์ค์น ์ ๋ฐ์ดํธ ํน์ฑ์ ๊ตฌํํ๋ค. ๊ฐ๋ฐ๋ ์์๋ Hardware-aware convolutional neural network(CNN)๋ฅผ ์ด์ฉํ ์๊ธ์จ ์ด๋ฏธ์ง ๋ถ๋ฅ์์ ์ฝ 98% ์์ค์ MNIST ์ธ์ ์ ํ๋๋ฅผ ๋ฌ์ฑํด ๋ด๋ก๋ชจํฝ ์ธ๊ณต์ง๋ฅ ํ๋์จ์ด๋ก์์ ๊ฐ๋ฅ์ฑ์ ํ์ธํ๋ค.
๊ถ์์ฒ ๊ต์๋ “์ ๊ธฐ๋ฐ๋์ฒด์ ๋ถ์๊ตฌ์กฐ ์์ฒด๋ฅผ ๋ณํ์ํค๋ ๋์ , ๋ ์ด์จ์ฑ ๋ฌผ์ง ์ฌ์ด์ ์๋ฐ์ ์ธ ์ด์จ ๊ตํ์ ์ด์ฉํด ๋ฐ๋์ฒด ๋ด๋ถ ์ด์จ ์ด๋๊ณผ ์ ๊ธฐํํ์ ๋ํ ํ๊ฒฝ์ ์ ์ดํ๋ค๋ ์ ์์ ์๋ฏธ๊ฐ ํฌ๋ค”๋ฉฐ, “ํนํ, in situ X์ ๋ฐ Raman ๋ถ์์ ํ์ฉํด ์ด์จ ์นจํฌ์์ ๊ตฌ์กฐ ๋ณํ์ polaron ํ์ฑ, ์ฅ๊ธฐ ๊ธฐ์ต์ผ๋ก ์ด์ด์ง๋ ๊ณผ์ ์ ์ง์ ๊ท๋ช ํด, ๊ณ ์ ๋ขฐ์ฑ·์ ์ ๋ ฅ ์ ๊ธฐ ๋ด๋ก๋ชจํฝ ์์ ์ค๊ณ๋ฅผ ์ํ ์ฐจ์ธ๋ ์ฌ๋ฃ ์ ๋ต์ ์ ์ํ๋ค”๊ณ ๋ฐํ๋ค.
ํํธ, ์ด๋ฒ ์ฐ๊ตฌ๋ ํ๊ตญ์๋์ง๊ธฐ์ ํ๊ฐ์(KETEP)๊ณผ ์ฐ์ ํต์์์๋ถ(MOTIE)์ ์ง์(No. 20224000000020) ๋ฐ ๊ณผํ๊ธฐ์ ์ ๋ณดํต์ ๋ถ(MSIT)์ ์ง์์ ๋ฐ์ ํ๊ตญ์ฐ๊ตฌ์ฌ๋จ(NRF)์ด ์ง์ํ ์ฐ๊ตฌ(RS-2024-00421857)๋ก ์ํ๋์ผ๋ฉฐ, <Ion-exchange-driven ternary organic neuromorphic devices with high efficiency and stability>๋ผ๋ ์ ๋ชฉ์ผ๋ก ์ฐจ์ธ๋ ์์ฌ·์์ ๋ถ์ผ ๊ตญ์ ํ์ ์ง ใAdvanced science (IF = 14.1)ใ์ 9์ 8์ผ ์จ๋ผ์ธ ๊ฒ์ฌ๋๋ค.