91ฟดฦฌอ๘

ว๊™์ˆ ยท์—ฐ๊ตฌ

์—๋„ˆ์ง€์‹ ์†Œ์žฌ๊ณตํ•™๊ณผ ๊ถŒ์ˆœ์ฒ  ๊ต์ˆ˜ํŒ€, ์‚ผ์›๊ณ„ ์œ ๊ธฐ ํ˜ผํ•ฉ ๋ฐ•๋ง‰ ๊ฐœ๋ฐœโ€ฆ ์ €์ „์••ยท์•ˆ์ •์„ฑยทํšจ์œจ์„ฑ ์ฐจ์„ธ๋Œ€ ์œ ๊ธฐ ๋‰ด๋กœ๋ชจํ”ฝ ์†Œ์ž ๊ตฌํ˜„

๋“ฑ๋ก์ผ 2026.10.01. ์กฐํšŒ 1139

- ๊ทน์„ฑ ๊ฒŒ์ดํŠธ-๋น„๊ทน์„ฑ ์ฑ„๋„ trade-off ํ•œ๊ณ„ ๊ทน๋ณต… ์•ˆ์ •๋œ ์ „๊ธฐ์  ๋‰ด๋Ÿฐ ์‹ ๊ฒฝ๋ง ๊ตฌํ˜„
- ๋‹จ์ผ ์†Œ์ž๋กœ 3.5V ์ดํ•˜ ์ €์ „์•• ์กฐ๊ฑด์—์„œ ๋ฉ”๋ชจ๋ฆฌ ํŠน์„ฑ ๋ฐ AI-ํ•˜๋“œ์›จ์–ด ํ•™์Šต ๊ตฌํ˜„
- ์ฐจ์„ธ๋Œ€ ์†Œ์žฌ·์†Œ์ž ๋ถ„์•ผ ๊ตญ์ œํ•™์ˆ ์ง€ ‘Advanced Science(IF=14.1)’ ๊ฒŒ์žฌ

 

๊ถŒ์ˆœ์ฒ  ๊ต์ˆ˜, ์ด์„ฑ๋ฏผ ์„์‚ฌ๊ณผ์ •์ƒ

โ–ฒ ์™ผ์ชฝ๋ถ€ํ„ฐ ์—๋„ˆ์ง€์‹ ์†Œ์žฌ๊ณตํ•™๊ณผ ๊ถŒ์ˆœ์ฒ  ๊ต์ˆ˜, ์ด์„ฑ๋ฏผ ์„์‚ฌ๊ณผ์ •์ƒ


๋™๊ตญ๋Œถฤว๊™๊ต ์—๋„ˆ์ง€์‹ ์†Œ์žฌ๊ณตํ•™๊ณผ ๊ถŒ์ˆœ์ฒ  ๊ต์ˆ˜ ์—ฐ๊ตฌํŒ€(๊ต์‹ ์ €์ž ๊ถŒ์ˆœ์ฒ  ๊ต์ˆ˜, ์ œ1์ €์ž ์ด์„ฑ๋ฏผ ์„์‚ฌ๊ณผ์ •์ƒ)์ด ๋‘ ์ด์˜จ์„ฑ ๋ฌผ์งˆ ์‚ฌ์ด์—์„œ ์ž๋ฐœ์ ์œผ๋กœ ์ผ์–ด๋‚˜๋Š” ์ด์˜จ ๊ตํ™˜(ion exchange)โ€‹์„ ์ด์šฉํ•ด ์žฅ๊ธฐ ๊ธฐ์–ต ํŠน์„ฑ๊ณผ ๊ตฌ๋™ ์•ˆ์ •์„ฑ์„ ๋™์‹œ์— ๋†’์ธ ๊ณ ์„ฑ๋Šฅ ์œ ๊ธฐ ๋‰ด๋กœ๋ชจํ”ฝ ์†Œ์ž๋ฅผ ๊ฐœ๋ฐœํ–ˆ๋‹ค. ์ด๋ฒˆ ์—ฐ๊ตฌ๋Š” ๊ฐ„๋‹จํ•œ ์šฉ์•ก ํ˜ผํ•ฉ๋งŒ์œผ๋กœ ์œ ๊ธฐ๋ฐ˜๋„์ฒด์˜ ์ „๊ธฐํ™”ํ•™์  ๋„ํ•‘์„ ์ œ์–ดํ•˜๋Š” ์ƒˆ๋กœ์šด ์žฌ๋ฃŒ ์„ค๊ณ„ ์ „๋žต์œผ๋กœ ์ฃผ๋ชฉ๋ฐ›๊ณ  ์žˆ๋‹ค.

 

๋‰ด๋กœ๋ชจํ”ฝ ์ปดํ“จํŒ… ๊ธฐ์ˆ ์— ์ƒ๋ฌผํ•™์  ์‹ ๊ฒฝ๋ง์˜ ํŠน์„ฑ์„ ๊ตฌํ˜„ํ•˜๊ธฐ ์œ„ํ•ด์„œ๋Š” ๋‹ค์ˆ˜์˜ ํŠธ๋žœ์ง€์Šคํ„ฐ์™€ ๋ณต์žกํ•œ ์ฃผ๋ณ€ ํšŒ๋กœ๊ฐ€ ํ•„์š”ํ•ด, ๊ธฐ์กด ์‹ค๋ฆฌ์ฝ˜ ๊ธฐ๋ฐ˜ CMOS ๊ธฐ์ˆ ๋กœ๋Š” ๊ณ ์ง‘์ ·์ €์ „๋ ฅ ๋‰ด๋กœ๋ชจํ”ฝ ์‹œ์Šคํ…œ ๊ตฌํ˜„์ด ์–ด๋ ค์› ๋‹ค. ๋Œ€์•ˆ์œผ๋กœ ์ฃผ๋ชฉ๋ฐ›๋Š” ์ด์˜จ-๊ฒ” ๊ธฐ๋ฐ˜ ์œ ๊ธฐ ์ „๊ธฐํ™”ํ•™ ํŠธ๋žœ์ง€์Šคํ„ฐ(IG-OECT)๋Š” ๋‹จ์ผ ์†Œ์ž์—์„œ ์ •๊ตํ•œ ์ด์˜จ ์ด๋™ ์ œ์–ด๋ฅผ ํ†ตํ•ด ์—ฐ์† ์ „๋„ ๋ณ€ํ™”๊ฐ€ ๊ฐ€๋Šฅํ•˜์ง€๋งŒ, ๊ฒŒ์ดํŠธ ์ธต์˜ ์ด์˜จ-๊ฒ” ๋ฐ ์ฑ„๋„ ์ธต์˜ ์œ ๊ธฐ๋ฐ˜๋„์ฒด ๊ทน์„ฑ ๊ฐ„ ๋ถˆ์ผ์น˜๋กœ ์ธํ•ด ์žฅ๊ธฐ ๊ตฌ๋™ ํ™˜๊ฒฝ์—์„œ ๋‡Œ ์‹ ๊ฒฝ๋ง ๋ชจ์‚ฌ ๋Šฅ๋ ฅ์ด ์ œํ•œ๋๋‹ค.

 

์—ฐ๊ตฌํŒ€์€ ์œ ๊ธฐ๋ฐ˜๋„์ฒด์— ๊ณ ์ฒด ์ƒํƒœ์˜ ์ด์˜จ์„ฑ ๋ฌผ์งˆ [DMIM]+[PFโ‚†]- (I1)๊ณผ ์•ก์ฒด ์ด์˜จ์„ฑ ๋ฌผ์งˆ [EMIM]+[TFSI]- (I2)๋ฅผ ํ•จ๊ป˜ ๋„์ž…ํ•œ ์ƒˆ๋กœ์šด ์‚ผ์›๊ณ„ ์œ ๊ธฐ ํ˜ผํ•ฉ ์‹œ์Šคํ…œ์„ ์„ค๊ณ„ํ•ด ๋ฌธ์ œ๋ฅผ ํ•ด๊ฒฐํ–ˆ๋‹ค. I1์˜ ๊ธด ์•Œํ‚ฌ ์‚ฌ์Šฌ์€ P3HT์˜ ์•Œํ‚ฌ ์ธก์‡„์™€์˜ ์นœํ™”์„ฑ์„ ๋†’์—ฌ ์•ˆ์ •์ ์œผ๋กœ ๋ฐ•๋ง‰์„ ํ˜•์„ฑํ•˜๊ณ , ์ถ”๊ฐ€ ๋„์ž…๋œ I2๋Š” I1 ๋‚ด๋ถ€์˜ ๊ฐ•ํ•œ ์–‘์ด์˜จ–์Œ์ด์˜จ ๊ฒฐํ•ฉ์„ ์žฌ๊ตฌ์„ฑํ•˜๋Š” ์ด์˜จ ๊ตํ™˜ ์—ญํ• ์„ ํ•œ๋‹ค.

 

์—ฐ๊ตฌํŒ€์˜ ๋ฐ€๋„๋ฒ”ํ•จ์ˆ˜์ด๋ก (DFT) ๋ฐ ๋ถ„์ž๋™์—ญํ•™ ๊ณ„์‚ฐ์— ๋”ฐ๋ฅด๋ฉด, I2 ๋„์ž… ์‹œ ๋‘ ์ด์˜จ์„ฑ ์•ก์ฒด ์‚ฌ์ด์— ์ž๋ฐœ์ ์ธ ์ด์˜จ ๊ตํ™˜ ํ˜„์ƒ์ด ๋ฐœ์ƒํ•˜๊ณ , ๊ธฐ์กด I1์˜ ๊ฐ•ํ•œ ์ด์˜จ์„ฑ ์‘์ง‘์„ ์™„ํ™”ํ•ด ์œ ๊ธฐ๋ฐ˜๋„์ฒด์™€ ์ด์˜จ์„ฑ ๋ฌผ์งˆ์ด ๊ท ์ผํ•˜๊ฒŒ ๊ณต์กดํ•  ์ˆ˜ ์žˆ๋Š” ํ™˜๊ฒฝ์„ ํ˜•์„ฑํ–ˆ๋‹ค. ์ „์žํ˜„๋ฏธ๊ฒฝ ๋ถ„์„์„ ํ†ตํ•ด ๊ธฐ์กด ์ด์›๊ณ„ ํ˜ผํ•ฉ ์ „๋žต์—์„œ ๊ด€์ฐฐ๋๋˜ ๋šœ๋ ทํ•œ ์ƒ๋ถ„๋ฆฌ๊ฐ€ ์‚ผ์›๊ณ„ ํ˜ผํ•ฉ ์ „๋žต์—์„œ๋Š” ํฌ๊ฒŒ ์™„ํ™”๋˜๋Š” ๊ฒƒ ์—ญ์‹œ ํ™•์ธํ–ˆ๋‹ค.

 

๊ฐœ๋ฐœ๋œ ์‚ผ์›๊ณ„ ์œ ๊ธฐ ๋‰ด๋กœ๋ชจํ”ฝ ์†Œ์ž๋Š” −3.5V์˜ ๋‚ฎ์€ ๊ฒŒ์ดํŠธ ์ „์••์—์„œ๋„ ์•ˆ์ •์ ์œผ๋กœ ๋™์ž‘ํ–ˆ์œผ๋ฉฐ, 50ํšŒ์˜ ์ „๊ธฐ์  ์ž๊ทน ์ดํ›„ 1,500์ดˆ๊ฐ€ ์ง€๋‚˜๋„ ์ดˆ๊ธฐ ๊ฐ•ํ™”๋œ ์ „๋ฅ˜์˜ ์•ฝ 60.7%๋ฅผ ์œ ์ง€ํ–ˆ๋‹ค. ์ด๋Š” ๊ธฐ์กด ์œ ๊ธฐ ๋‰ด๋กœ๋ชจํ”ฝ ์†Œ์ž๊ฐ€ ์•ฝ 7% ์ „๋ฅ˜๋ฅผ ์œ ์ง€ํ•œ ๊ฒƒ์— ๋น„ํ•ด ํฌ๊ฒŒ ํ–ฅ์ƒ๋œ ์ˆ˜์น˜๋‹ค. ์†Œ์ž๋Š” ๋ฐ€๋ฆฌ์ดˆ ์ˆ˜์ค€์˜ ์งง์€ ์ž๊ทน์—๋„ ๋ฐ˜์‘ํ•˜๊ณ , 25์‹œ๊ฐ„ ์ด์ƒ์˜ ์žฅ๊ธฐ ๊ธฐ์–ต ํŠน์„ฑ ๋ฐ ์ตœ๋Œ€ 50๋‹จ๊ณ„๋กœ ๊ตฌ๋ถ„๋˜๋Š” ์ „๋„ ์ƒํƒœ๋ฅผ ๋ณด์˜€์œผ๋ฉฐ, ์ผ๋ฐ˜์ ์ธ thiophene๊ณ„ P3HT๋ฟ ์•„๋‹ˆ๋ผ ๋†’์€ ๊ฒฐ์ •์„ฑ์„ ๊ฐ–๋Š” DPP ๊ธฐ๋ฐ˜ donor–acceptor ๊ณ ๋ถ„์ž์—์„œ๋„ ํ–ฅ์ƒ๋œ ๋ฐ˜๋ณต ๊ตฌ๋™ ์•ˆ์ •์„ฑ ๋ฐ ์‹œ๋ƒ…์Šค ํŠน์„ฑ์„ ๋ณด์˜€๋‹ค.

 

๋˜ํ•œ, ์—ฐ๊ตฌํŒ€์€ ์‹ค์ œ ์ธ๊ณต์ง€๋Šฅ ํ•˜๋“œ์›จ์–ด ์ ์šฉ ๊ฐ€๋Šฅ์„ฑ์„ ๊ฒ€์ฆํ•˜๊ธฐ ์œ„ํ•ด ์žฅ๊ธฐ๊ฐ•ํ™”(LTP)์™€ ์žฅ๊ธฐ์–ต์ œ(LTD)๋ฅผ ์ด์šฉํ•ด ์ธ๊ณต์‹ ๊ฒฝ๋ง์˜ ๊ฐ€์ค‘์น˜ ์—…๋ฐ์ดํŠธ ํŠน์„ฑ์„ ๊ตฌํ˜„ํ–ˆ๋‹ค. ๊ฐœ๋ฐœ๋œ ์†Œ์ž๋Š” Hardware-aware convolutional neural network(CNN)๋ฅผ ์ด์šฉํ•œ ์†๊ธ€์”จ ์ด๋ฏธ์ง€ ๋ถ„๋ฅ˜์—์„œ ์•ฝ 98% ์ˆ˜์ค€์˜ MNIST ์ธ์‹ ์ •ํ™•๋„๋ฅผ ๋‹ฌ์„ฑํ•ด ๋‰ด๋กœ๋ชจํ”ฝ ์ธ๊ณต์ง€๋Šฅ ํ•˜๋“œ์›จ์–ด๋กœ์„œ์˜ ๊ฐ€๋Šฅ์„ฑ์„ ํ™•์ธํ–ˆ๋‹ค.

 

๊ถŒ์ˆœ์ฒ  ๊ต์ˆ˜๋Š” “์œ ๊ธฐ๋ฐ˜๋„์ฒด์˜ ๋ถ„์ž๊ตฌ์กฐ ์ž์ฒด๋ฅผ ๋ณ€ํ™”์‹œํ‚ค๋Š” ๋Œ€์‹ , ๋‘ ์ด์˜จ์„ฑ ๋ฌผ์งˆ ์‚ฌ์ด์˜ ์ž๋ฐœ์ ์ธ ์ด์˜จ ๊ตํ™˜์„ ์ด์šฉํ•ด ๋ฐ˜๋„์ฒด ๋‚ด๋ถ€ ์ด์˜จ ์ด๋™๊ณผ ์ „๊ธฐํ™”ํ•™์  ๋„ํ•‘ ํ™˜๊ฒฝ์„ ์ œ์–ดํ–ˆ๋‹ค๋Š” ์ ์—์„œ ์˜๋ฏธ๊ฐ€ ํฌ๋‹ค”๋ฉฐ, “ํŠนํžˆ, in situ X์„  ๋ฐ Raman ๋ถ„์„์„ ํ™œ์šฉํ•ด ์ด์˜จ ์นจํˆฌ์—์„œ ๊ตฌ์กฐ ๋ณ€ํ™”์™€ polaron ํ˜•์„ฑ, ์žฅ๊ธฐ ๊ธฐ์–ต์œผ๋กœ ์ด์–ด์ง€๋Š” ๊ณผ์ •์„ ์ง์ ‘ ๊ทœ๋ช…ํ•ด, ๊ณ ์‹ ๋ขฐ์„ฑ·์ €์ „๋ ฅ ์œ ๊ธฐ ๋‰ด๋กœ๋ชจํ”ฝ ์†Œ์ž ์„ค๊ณ„๋ฅผ ์œ„ํ•œ ์ฐจ์„ธ๋Œ€ ์žฌ๋ฃŒ ์ „๋žต์„ ์ œ์‹œํ–ˆ๋‹ค”๊ณ  ๋ฐํ˜”๋‹ค.

 

ํ•œํŽธ, ์ด๋ฒˆ ์—ฐ๊ตฌ๋Š” ํ•œ๊ตญ์—๋„ˆ์ง€๊ธฐ์ˆ ํ‰๊ฐ€์›(KETEP)๊ณผ ์‚ฐ์—…ํ†ต์ƒ์ž์›๋ถ€(MOTIE)์˜ ์ง€์›(No. 20224000000020) ๋ฐ ๊ณผํ•™๊ธฐ์ˆ ์ •๋ณดํ†ต์‹ ๋ถ€(MSIT)์˜ ์ง€์›์„ ๋ฐ›์•„ ํ•œ๊ตญ์—ฐ๊ตฌ์žฌ๋‹จ(NRF)์ด ์ง€์›ํ•œ ์—ฐ๊ตฌ(RS-2024-00421857)๋กœ ์ˆ˜ํ–‰๋์œผ๋ฉฐ, <Ion-exchange-driven ternary organic neuromorphic devices with high efficiency and stability>๋ผ๋Š” ์ œ๋ชฉ์œผ๋กœ ์ฐจ์„ธ๋Œ€ ์†Œ์žฌ·์†Œ์ž ๋ถ„์•ผ ๊ตญ์ œ ํ•™์ˆ ์ง€ ใ€ŒAdvanced science (IF = 14.1)ใ€์— 9์›” 8์ผ ์˜จ๋ผ์ธ ๊ฒŒ์žฌ๋๋‹ค.