세종투데이 주요단신 주요단신 소프트웨어학과, 제7회 학술제 진행 2024-12-04 hit 132 ▲발표를 진행하는 학생의 모습 소프트웨어학과는 지난 11월 29일 대양AI센터 B107호에서 제7회 학술제 본선을 진행했다. 이번 행사는 자유주제로 진행되었으며, 학생들이 다양한 분야에서 실제 프로그램 개발 경험을 쌓을 수 있는 기회를 제공하기 위해 기획됐다.  본선 대회는 △개회사 △각 팀 발표 및 질의 △심사 및 경품 추첨 △시상 순으로 진행됐다. 본선에 진출한 3개 팀은 개발한 프로그램에 대해 10분간 발표하고, 직접 시연하는 시간을 가졌다.   본선 평가는 △소프트웨어 설계 △독창성 △전달력 △아이디어 △협업 능력 △현장 투표를 기준으로 이루어졌으며, 소프트웨어학과 학과장 박상일 교수가 심사를 맡았다. 상은 1등, 2등, 3등으로 구성되었으며 각 1팀씩 선정됐다. 1등은 Lets Kirin팀의 이지호(소프트웨어학과·20) 학생, 이기탁(소프트웨어학과·20) 학생, 임우진(소프트웨어학과·20) 학생, 김진우(소프트웨어학과·20) 학생이 차지했다. Lets Kirin팀은 간편하고 빠르게 시간표를 제작할 수 있도록 △시간표 자동 제작 △시간표 조회 △개인 능력치 조회 기능이 포함된 프로그램을 개발했다. 김도윤(소프트웨어학과·20) 학생회장은 “이번 학술제를 통해 학우들의 창의적인 아이디어와 열정을 직접 확인할 수 있었다. 참여 팀들의 노력과 열정이 돋보였고, 이를 통해 학과의 역량과 가능성을 다시 한번 느낄 수 있었다”며 “앞으로도 이러한 행사를 통해 학우들이 서로 배우고, 성장할 기회를 계속 제공하고 싶다”고 말했다. 취재/ 강은지 홍보기자(keej1758@naver.com) 다음글 캠퍼스타운조성단, 마켓파인더 워크샵 진행 이전글 역사학과, 인문학 강연 진행 목록

세종투데이 주요단신 주요단신 경영경제대학, 2024 제5회 학술제 성료 2024-12-20 hit 105 ▲학술제 수상자 단체 사진   경영경제대학은 지난 12월 5일 대양AI센터 B107호에서 ‘금융의 항해: 기술 혁신이 이끄는 새로운 시대’를 주제로 학술제를 진행했다.   이번 학술제는 △개회식 △발표 △질의응답 △심사위원 피드백 △경품 추첨 △순위 발표 △시상 순으로 진행됐으며, 총 5팀이 참가해, 자유로운 형식(ppt, 기획서, 실험 등)으로 발표를 진행했다. 참가자들은 기술의 발전으로 발생한 기술 혁신과 디지털 자산이 전통 금융 산업에 어떠한 영향을 미치는지에 대해 현황과 영향력, 한계, 비전 등을 다양하게 다뤘다.   학술제 심사는 경영경제대학의 허재영 학장, 이희수 학과장, 김성은 교수가 맡아 혁신성, 기존 제도와의 융합 가능성, 다양한 계층으로의 적용성, 실용성을 기준으로 평가했으며, 수상팀에게는 대상 100만 원, 최우수상 70만 원, 우수상 50만 원, 장려상 20만 원의 상금이 수여됐다.   대상은 ‘금융투자 권유 및 운영 단계에서 생성형 인공지능 개입의 법적 난점 및 활용’을 주제로 발표한 <파도> 팀이 차지했다. <파도> 팀은 금융투자 권유 및 운용 단계에서 AI의 판단 개입에 따른 법적 규율 가능성을 단계별로 검토하고 실효성 있는 대안을 제시하여 심사위원들로부터 높은 평가를 받았다.   대상을 차지한 <파도>팀의 최유열(법학과·22) 학생과 남지아(법학과·21) 학생은 “과분한 상을 받게 되어 영광이다. 금융법이 금융시장에서의 AI활용이라는 새로운 가능성에 대응하여 시장 존중과 투자자 보호를 정합적으로 이뤄내기를 기대한다. 신기술 도입에 따른 금융시장의 변동과 가능성에 대한 논의가 지속적으로 이뤄지길 기대하며 앞으로도 경영경제대학 학술대회가 그 장이 되기를 바란다”고 소감을 전했다.     취재/ 유재혁 홍보기자(db1345@naver.com) 다음글 교직과, 2024학년도 수업실연 경진대회 시상식 진행 이전글 영화예술학과, 연극 <벚꽃 동산> 성료 목록

세종투데이 주요단신 주요단신 영화예술학과, 연극 <벚꽃 동산> 성료 2024-12-20 hit 129 ▲<벚꽃 동산> 리허설 현장 사진 영화예술학과 연기예술전공 3학년 학생들이 지난 12월 6일부터 8일까지 충무관 세종아트홀 ‘혼’에서 연극 <벚꽃 동산>을 공연했다. 이번 공연은 ‘연기실습콜라보레이션2’ 수업의 일환으로, 송현옥 교수가 지도를 맡고 최민서 학생이 연출을 맡았다. 공연작 <벚꽃 동산>은 안톤 파블로비치 체홉의 작품으로, 격변의 시대에 변화의 파도에 순응한 자와 변화를 받아들이지 못하고 과거에 존재하는 사람들의 이야기를 담았다. 일상적인 사건을 통해 인물들의 내면을 섬세하게 표현하며 우리가 잊지 말아야 할 본연의 가치에 대한 질문을 던진다. 연출을 맡은 최민서 학생(영화예술학과 연기전공·21)은 “다친 사람 없이 무사히 공연이 마무리되어 기쁘기도 하지만 아쉬운 점들도 눈에 밟힌다. 그렇지만 아쉬운 점들을 안고 다음 공연 때는 더 좋은 모습을 보여드릴 수 있도록 노력해 보겠다”고 소감을 밝혔다. 취재/ 홍가연 홍보기자(gyhong1211@naver.com) 다음글 경영경제대학, 2024 제5회 학술제 성료 이전글 행정학과, 2024-2 학부·대학원 영어트랙(GPA, MPA, MGA) 졸업 기념 축하 행사 진행 목록

세종투데이 주요단신 주요단신 행정학과, 2024-2 학부·대학원 영어트랙(GPA, MPA, MGA) 졸업 기념 축하 행사 진행 2024-12-23 hit 80 ▲ 행사 현장 사진 ▲ 행사에 참여한 학생들이 기념 촬영을 하고 있다 행정학과는 지난 12월 12일 집현관 308호에서 학부생 및 대학원생의 글로벌 영어트랙 과정(GPA: Global Public Administration, MGA: Master of Global Affairs, MPA: Master of Public Administration) 졸업 기념 축하 행사를 진행했다. 행정학과 영어트랙(GPA, MPA, MGA)은 학사 및 석사 전 과정을 영어로 진행하는 글로벌 프로그램으로 베트남, 네팔, 카자흐스탄, 방글라데시, 우즈베키스탄, 프랑스 등 여러 국적의 학생들이 재학 중이다. 이날 행사는 영어트랙 외국인 학생들의 졸업과 종강을 기념해 학생들을 격려하고, 학교 안팎에서의 활발한 활동 및 한국에서의 취업 경험을 공유할 기회를 제공했다. 행사에는 행정학과 신정은 교수, 김미정 교수, 최안나 교수와 30여 명의 행정학과 외국인 학생들이 참여했다. 행사는 △행정학과 영어트랙 프로그램 소개 △담당 교수 소개 및 인사말 △졸업생 대표 기념사 △한국 기업 인턴십 경험 공유 △ISA(International Student Association) 회장의 동아리 및 다양한 활동 소개 △저녁 식사 △사진 촬영 순으로 한 시간 반가량 진행됐다. 현재 전북은행 인턴십을 하고 있는 Akash Akib Ahmed(행정학과∙20) 학생은 네트워킹을 잘 형성하고 다양한 경험을 하는 게 중요하다고 말하며, 이력서를 잘 작성한 뒤 적극적인 자세로 기회를 찾으라고 조언했다. ISA 회장을 맡고 있는 Natania Low(미디어커뮤니케이션학과∙22) 학생은 ISA가 진행했던 △Christmas Winterball Event △ISA Cares: Angel House △Paranoia Event △ISA Cares: The Ark 등 여러 가지 행사를 소개하며 앞으로 있을 행사에 학생들의 참여를 독려했다. 행사를 기획한 최안나 교수는 “외국인 학생들의 한국 기업 인턴십 경험이나 봉사활동 등 다양한 경험과 활발한 활동 사례를 공유하고 서로 배울 수 있는 기회를 더욱 자주 마련하겠다”고 전했다. 취재/ 문준호 홍보기자(mjh30279@naver.com) 다음글 영화예술학과, 연극 <벚꽃 동산> 성료 이전글 교육대학원 유아교육 전공, 2024학년도 2학기 세종유아교육포럼 개최 목록

세종투데이 주요단신 주요단신 행정학과, 2024 환경정책 특강 진행 2024-12-24 hit 84 ▲ 특강을 진행하는 Dianna Cohen 대표 행정학과는 지난 12월 2일 집현관 311호에서 2024 환경정책 특강을 진행했다. 이번 특강은 ‘행동경제학과공공정책’ 강의를 진행하는 행정학과 최안나 교수가 지속 가능한 성장과 환경 정책, 특히 플라스틱 사용 감축에 관심이 많은 학생들을 위해 기획했다. 최 교수는 NGO 단체 ‘Plastic Pollution Coalition’의 설립자인 Dianna Cohen 대표를 초청해 학생들에게 뜻깊은 기회를 제공했다. 강연에서 Dianna Cohen 대표는 플라스틱 오염 위기의 개요를 언급한 뒤 플라스틱이 오염 과정에서 건강에 미치는 영향과 이를 해결하기 위한 법률 및 정책을 설명했다. 또한 Dianna Cohen 대표는 자신이 설립한 NGO 단체 ‘Plastic Pollution Coalition’의 목적성을 강조하며 플라스틱 오염은 환경, 야생동물, 기후, 인간 건강 및 사회 정의 문제라고 말했다. 특강을 기획한 최안나 교수는 “NGO 대표님의 전문적인 시각을 통해 플라스틱 관련 문제에 대해 여러 가지 관점에서 이해할 수 있었다. 또한 정책 설계, 규제, 실행에 영향을 미치는 다양한 이해관계자들의 역할에 대해 직접 듣고 토론하며 배울 수 있는 기회였다”고 소감을 밝혔다. 취재/ 문준호 홍보기자(mjh30279@naver.com) 다음글 교육대학원 유아교육 전공, 2024학년도 2학기 세종유아교육포럼 개최 이전글 [포토뉴스] 음악과 성악 전공 졸업연주회 현장에 가다 목록

세종투데이 세종특강 세종특강 [창업과 기업가 정신1] 프립 임수열 대표, 강연 진행 2024-11-18 hit 130 국내 1등 취미 여가 플랫폼 ‘프립’ 임수열 대표가 지난 6일 학생회관 대공연장에서 ‘취미와 여가 서비스’를 주제로 강연을 진행했다. 임수열 대표는 강연에서 사람들이 세상을 더 경험할 수 있도록 기회를 제공하는 것이 중요하다고 말했다. ‘프립’이 국내 1등의 플랫폼이 되기까지 그가 했었던 고민과 노력을 직접 들어봤다. ▲임수열 대표 스스로가 무엇을 원하는지를 생각해라 임수열 대표는 서울과학고를 거쳐 카이스트 공대에 진학한 모범생이었다. 대학에 진학해 열심히 공부하며 생활했지만, 학교에서 좋지 않은 일들을 많이 겪었다. 그는 그때 교육 수준과 행복 수준이 일치하지 않는다는 것을 깨닫고, 많은 고민을 했다고 말했다. 그는 고민하던 중 친누나의 권유로 웨일스의 작은 시골 마을인 스완지시티에 가서 자연을 즐기는 활동을 했다. 그곳에서 많은 사람들을 만나며 요즘 사람들이 힘들어하는 게 무엇일까를 고민했다. 그래서 세상이 아파하는 것을 찾기 위해 인도, 태국 등 다양한 나라에 봉사활동을 다녔고, 현지인들과 함께 생활하며 결핍에 대해 느꼈다. 또한 그곳에서 장기간 봉사하는 해외 친구들을 만날 수 있었는데, 시간에 쫓겨 취업을 준비하는 우리와 달리 여유를 가지고 다양한 결핍을 해결하려는 그들의 모습을 보고 큰 충격을 받았다고 말했다. 그는 경험의 폭이 삶을 크게 바꿀 수 있다는 깨달음을 얻고 사람들의 삶의 만족도와 여가 다양성 부족 문제를 해결하기 위해 창업을 결심했다. 일단 부딪혀봐라 임수열 대표는 2013년 7월에 ‘프렌트립’으로 창업을 시작했다. 당시 한국의 나폴리로 불리던 삼척 장호항에 사람들과 버스를 빌려 방문했는데, 그 기획이 성공하며 창업에 자신감이 붙었다고 말했다. 그는 창업하면서 세 가지의 원칙을 고수했다. 첫 번째 원칙은 핵심 가설을 세우고 빠르게 테스트해 보는 것, 두 번째 원칙은 사람들이 해보고 싶어할 만한 힙한 콘텐츠를 만드는 것, 세 번째 원칙은 진정성 있는 커뮤니티 활동은 도움이 된다는 것이었다. 그는 자신이 정한 세 가지 원칙을 잘 지키면서 회사의 성장 기반을 마련했다. 임 대표는 ‘프렌트립’을 운영하면서 한 달에 20번씩 활동에 참여해 사람들이 체대생이 아니냐고 의심할 정도로 창업을 진심으로 대했다. 그러던 중 에어비앤비라는 호스트 기반의 서비스가 한국에 들어오면서, 기존의 네다섯 명이 주최하는 방식이 아닌 플랫폼을 만들어보자는 결정을 하게 됐다. ▲임수열 대표가 질의응답을 받고 있다 자신의 영역을 넓혀나가라 임수열 대표는 ‘프렌트립’에서 구축한 1만 명의 충성 고객을 기반으로 앱 서비스 ‘프립’을 만들었다. 그는 앱의 인지도를 높이는 것이 우선이라 생각했고 폭스바겐, 블랙야크 등 다양한 기업과 협업을 통해 인지도를 높였다. 임 대표는 ‘프립’의 초기 서비스에 만족하지 않고 유저들의 관심사 데이터를 기반으로 일상에서 여행까지 아우르는 취미 여가 서비스로 발전시켰다. 그는 여가 트렌드를 끊임없이 분석하고 고민하는 과정이 중요하다고 말하며, 올해 ‘프립’이 집중한 키워드로 고감도, 독창성, 취향을 언급했다. 그는 고감도의 독창성이 있는 취향 기반의 서비스를 구축하기 위해 노력하고 있다고 말하며, 자신의 영역을 수평적으로 넓히는 것이 중요하다고 강조했다. 또한 학생들에게 스스로를 한정 짓지 말라고 조언하며, ‘인생을 바꾸려면 시간, 장소, 그리고 함께하는 사람을 바꾸어야 한다’는 말을 끝으로 강연을 마무리했다. 취재/ 문준호 홍보기자(mjh30279@naver.com) 다음글 [창업과 기업가 정신1] 캡스톤파트너스 송은강 대표, 강연 진행 이전글 [창업과 기업가 정신1] 감성컴퍼니 정진수 대표, 강연 진행 목록

세종투데이 세종특강 세종특강 [창업과 기업가 정신1] 감성컴퍼니 정진수 대표, 강연 진행 2024-11-19 hit 185 SNS 마케팅 관련 교육 및 컨설팅 회사인 감성컴퍼니의 정진수 대표가 지난 13일 학생회관 대공연장에서 디지털 시대! 살아남기 위한 SNS 마케팅 성공전략이라는 주제로 강연을 진행했다. 온라인과 오프라인을 넘나드는 마케팅 전략과 꾸준한 기록의 가치를 강조한 그의 강연을 직접 들어봤다. ▲정진수 대표 온라인 브랜딩 정진수 대표는 오늘날 스마트폰이 우리의 일상 속에 깊이 자리 잡고 있음을 언급하며, 브랜드가 온라인을 통해 어떻게 구축되고 확산되는지 설명했다. 그는 SNS를 통한 브랜딩은 선택이 아니라 필수라고 말하며, SNS를 통해 브랜드의 강점을 알리고, 구체적인 스토리를 쌓아가는 것이 중요하다고 강조했다. 정 대표는 개인이 사회에서 관계를 유지하는 데 있어서도 이러한 온라인 브랜딩이 중요한 역할을 한다고 말하며, 대화의 코드를 만드는 법과 관계 형성의 중요성에 대해 말했다​. 마케팅의 중요성 정진수 대표는 본질과 마케팅 중에서 마케팅이 더 중요하다고 말했다. 그는 제품의 본질이 상향 평준화되고 있는 오늘날, 사람들의 관심을 끌고 제품을 성공시키기 위해서는 마케팅 전략이 필수적이라고 설명했다. 그는 “이제는 제품의 우수성만으로는 성공하기 어렵다”며, 본질이 기본으로 자리 잡고 있는 상황에서 창의적이고 전략적인 마케팅이 필요하다고 강조했다. 그는 제품 출시 전부터 SNS 등을 활용해 사람들과 소통하며 스토리텔링 하는 과정이 중요하다고 말하며, 이를 통해 브랜드에 대한 호기심을 불러일으키고 홍보 효과를 극대화할 수 있다고 덧붙였다​. ▲정진수 대표가 질의응답을 받고 있다. 기록과 작은 성취의 가치 마지막으로 정진수 대표는 오랜 기간 SNS를 통해 자신의 기록을 남기고 이를 통해 성장해 온 경험을 공유했다. 그는 매년 자신의 활동을 정리해 ‘연간 회고록’을 작성하고, 강의나 프로젝트마다 사진과 기록을 남기며 자신의 스토리를 관리한다고 전했다. 정 대표는 이러한 기록이 퍼스널 브랜딩에 있어서 큰 자산이 된다고 설명했다. 또한 작은 성취를 쌓아가는 것이 자신감을 만들어낸다고 말하며, 작은 성공 경험들의 중요성을 강조한 정 대표는 “감정은 사라지고 결과는 남는다. 힘들어도 포기하지 않았으면 좋겠다”고 말하며 강연을 마쳤다. 취재/ 유재혁 홍보기자(db1345@naver.com) 다음글 [창업과 기업가 정신1] 프립 임수열 대표, 강연 진행 이전글 [창업과 기업가 정신1] 마이샵온샵 최대헌 대표, 강연 진행 목록

세종투데이 세종특강 세종특강 [창업과 기업가 정신1] 마이샵온샵 최대헌 대표, 강연 진행 2024-12-02 hit 188 소상공인과 함께하는 공유경제 기업 ‘마이샵온샵’ 최대헌 대표가 지난 20일 학생회관 대공연장에서 ‘공유 서비스’를 주제로 강연을 진행했다. 최대헌 대표는 강연에서 각자의 전공도 스스로 만들어낼 수 있는 현재 대학생에게, 자신의 직업을 만들어내는 창업은 필수 과목이라 말했다. 현재의 ‘마이샵온샵’이 있기까지 그가 했던 고민과 경험을 직접 현장에 가 들어봤다. ▲최대헌 대표 아이디어의 가치 최대헌 대표는 서울대 경영학과를 졸업하고 SK텔레콤에서 6년간 근무한 뒤 미국 University of Michigan에서 경영학 석사 과정을 마쳤다. 귀국 후 삼성전자에 입사해 삼성페이 서비스의 초창기를 담당했다. 그는 큰 어려움 없이 행복한 회사 생활을 했고, 훌륭한 분들을 만나며 많은 것을 배웠다고 말했다. 그러나 그는 소소하고 재미있는 아이디어를 좋아하는 사람이었다. 자신의 아이디어가 기업에 많은 이익을 가져다줘도 성과를 온전히 인정받지 못하자 대기업 생활이 적성에 맞는지를 고민하게 됐다. 그 당시 최 대표는 대기업같이 거대한 조직에서 성공할 가능성이 높지 않다고 생각했고, 결국 아주 작은 것이더라도 이 세상에 없는 무언가를 만들어서 자신의 이름을 알리고 그 서비스를 통해 사람들에게 의미를 전달할 수 있는 기회가 오면 좋겠다는 생각에 창업을 결심했다. 공유경제 속 실패와 성장 최대헌 대표는 자신을 이상주의자라고 표현하며 누구도 손해 보지 않는 아이디어를 좋아한다고 말했다. 그는 자신의 아이디어가 공유경제와 부합한다고 생각했고, 집이나 차량처럼 고가의 자산 외에 공유 수요가 있는 자원이 뭐가 있을까 생각하다가 매장 공유를 시작하게 됐다. 서비스를 출시하기 전 자체 검증을 거쳐 2013년에 창업을 시작했고, 2014년 초에 서비스를 공개하며 언론의 조명을 받았다. 어려운 자영업 환경에서 공유경제라는 개념을 활용해 점주와 자본이 부족한 창업자가 손을 잡아 이 어려운 세상을 함께 헤쳐 나간다는 점이 언론의 시선을 사로잡았다. 당시 그는 매장 공유가 에어비앤비나 쏘카처럼 큰 사업이 될 거라고 생각했다. 하지만 결과적으로 수익 창출이 원활히 이루어지지 못했다. 에어비앤비나 쏘카는 온라인에서 사진과 평점 등으로 의사결정을 할 수 있는 서비스인 데 반해 매장 공유는 의사결정이 쉽게 이루어지지 않기 때문이었다. 매장 공유에서 했던 실수를 반복하지 않기 위해 공유 판매대를 도입하기도 하고, 틈새시장인 술집에서 수출 소재 자판기 사업도 시작했으나 상황이 여의치 않았다. 그럼에도 불구하고 그는 공유경제라는 키워드를 안고 계속 나아갔다. 그 과정에서 공유 주방 사업을 알게 되었는데, 이것이 전환점이 됐다. 최 대표는 처음에 선뜻 공유 주방 사업에 나서지 않았는데, 공유 주방에서 소자본으로 창업하는 사람이 수익을 낼 수 없을 거라고 판단했기 때문이다. 그의 예상대로 현재 민간 공유 주방은 거의 다 사라졌고, 정부나 지자체에서 수십 개의 공유 주방을 만들기 시작했다. 정부와 지자체는 새롭게 조성된 공유 주방의 운영을 공유 공간에서 소자본 외식 창업자를 계속해서 육성해 온 그의 기업에 맡겼고, 그렇게 해서 현재 다양한 공간들을 운영하면서 푸드 창업자에게 다양한 지원을 제공하는 액셀러레이터로 성장하게 됐다. ▲최대헌 대표가 질의응답하고 있다   창업의 시작과 생존 최대헌 대표는 창업은 누구나 할 수 있으나 의사 결정이 느린 사람은 지양해야 한다고 강조했다. 그는 스타트업이 시장에 있는 기업들에 비해 자금과 기술이 부족하지만, 대기업이나 중견 기업이 진출하지 않는 시장에 과감하게 들어갈 수 있다고 말했다. 또한 스타트업이 잃을 게 없고 조직이 크지 않기 때문에 빠르게 움직이고 실패하면서 성장할 수 있다고 말했다. 그는 창업의 시작에는 모두가 주목하지만 생존은 거의 다루어지지 않는다는 점을 문제점으로 꼽았다. 그는 ‘제논의 역설’을 언급하며 스타트업의 생명은 몇 년 안에 결정이 된다고 말했다. 또한 스타트업 생존 기간을 늘리면 기회가 찾아온다며 자신만의 독특함을 살리라고 조언했다. 최 대표는 창업이 완전히 세상과 동떨어진 것이 아니라 우리가 가지고 있는 가치, 아이디어, 그리고 잘할 수 있는 것을 바탕으로 스스로 직업을 만들어가는 과정이라고 정의하며 강연을 마무리했다. 취재/ 문준호 홍보기자(mjh30279@naver.com) 다음글 [창업과 기업가 정신1] 감성컴퍼니 정진수 대표, 강연 진행 이전글 [창업과 기업가 정신1] 무인탐사연구소 조남석 대표, 강연 진행 목록

세종투데이 세종특강 세종특강 [창업과 기업가 정신1] 무인탐사연구소 조남석 대표, 강연 진행 2024-12-05 hit 107 국내 유일 달 탐사 로버 개발 스타트업 무인탐사연구소의 조남석 대표가 지난 11월 27일 학생회관 대공연장에서 ‘우주 개발과 민간 기업의 역할’이라는 주제로 우주 탐사와 로봇 기술의 미래에 대해 강연을 진행했다.  우주 탐사 산업에서 민간 기업의 역할, 우주 탐사 기업의 기술적 도전뿐만 아니라 주목받는 항공우주 분야 스타트업이 되기까지의 여정을 들어볼 수 있었던 그의 강연을 직접 다녀왔다. ▲조남석 대표 우주 탐사와 민간기업의 역할 조남석 대표는 우주 탐사가 과거 국가 주도의 사업에서 점차 민간기업 주도로 변화하고 있음을 강조했다. 그는 민간 기업과 개인이 중심이 되는 새로운 우주 산업 트렌드인 "뉴스페이스 시대"를 언급하며, 민간 기업들이 우주 탐사 프로젝트에 참여함으로써 경제적, 기술적 혁신을 이루고 있다고 설명했다. 이를 통해 새로운 패러다임의 우주 경제가 형성되고 있으며, 이는 단순히 과학적 연구를 넘어 실질적 경제 효과를 가져올 수 있다고 말했다. 기술적 도전과 경제적 잠재력 조남석 대표는 우주 환경에서 활동할 로봇 개발의 어려움, 특히 열 관리와 방사선 차단 같은 기술적 한계를 해결하기 위한 노력을 공유했다. 그는 GPS, 디지털 통신 등 우리의 삶이 우주 개발로부터 많은 영향을 받고 있다고 말하며, 우주 탐사가 우리의 삶과 동떨어진 이야기가 아님을 강조했다. 또한, 우주에서의 광물 채굴과 자원 개발에 대한 이야기를 통해 우주의 자원이 미래 산업의 핵심이 될 수 있음을 강조하며, 이를 선점하기 위한 글로벌 경쟁이 치열하다고 덧붙였다. ▲조남석 대표가 질의응답을 받고 있다. 창업과 도전 마지막으로 조남석 대표는 자신의 창업 이야기를 통해 도전의 중요성을 이야기했다. 그는 열정으로 시작한 창업 초기의 어려움 속에서도 목표를 잃지 않고 나아갔던 경험을 공유하며 도전의 첫걸음을 내디디는 것이 가장 중요하다고 강조했다.  조 대표는 우주 탐사 분야에서 혁신 기술을 개발해 인류의 우주 진출을 지원하겠다는 무인탐사연구소의 비전을 공유하며, 우주에서 로봇이 지금보다 더욱 활발히 활동하게 될 것이라고 말했다. 그는 우주 산업의 발전을 통해 인류의 미래가 더욱 희망적일 것이라는 기대감을 전하며 강연을 마무리했다. 취재/ 유재혁 홍보기자(db1345@naver.com) 다음글 [창업과 기업가 정신1] 마이샵온샵 최대헌 대표, 강연 진행 이전글 [창업과 기업가 정신1] 뷰티앤케이 최정우 대표, 강연 진행 목록

세종투데이 세종특강 세종특강 [창업과 기업가 정신1] 뷰티앤케이 최정우 대표, 강연 진행 2024-12-12 hit 88 뷰티 스타트업 뷰티앤케이의 공동 창업자이자 국내 두 번째 유니콘 기업 옐로모바일에 몸 담았던 최정우 대표가 지난 4일 학생회관 대공연장에서 창업과 실패의 경험, 그리고 배움이라는 주제로 강연을 진행했다. 창업의 현실적인 문제와 극복 과정에 대해 솔직하게 이야기하며 청중의 공감을 유발했던 그의 강연을 직접 들어봤다. ▲최정우 대표 위기를 기회로 최정우 대표는 지금의 자리까지 오는 과정에서 겪은 여러 어려움을 공유했다. 특히 옐로모바일이 빠르게 성장하면서 자금 흐름을 제대로 관리하지 못해 큰 위기를 겪었던 경험을 언급했다. 최 대표는 회사가 한창 성장할 때 자금이 충분할 것이라고 착각했고, 갑자기 자금이 바닥나면서 급하게 투자를 받기 위해 밤낮없이 여러 투자자들을 찾아다녔던 당시의 긴박했던 상황을 설명했다. 그는 이러한 경험을 통해 자금 관리의 중요성을 절실히 깨달았다고 말하며 한 번의 실패를 두려워할 것이 아니라, 미래를 위한 교훈으로 삼는 것이 중요하다고 강조했다. 또한 이러한 창업 과정에서 마주한 여러 위기들이 자신을 더 강하게 만들었다고 덧붙였다. 창업자의 책임과 의사결정의 중요성 최정우 대표는 창업자가 모든 것을 책임지고, 중요한 순간마다 결정을 내려야 한다고 말했다. 그는 뷰티앤케이의 제품 출시를 앞두고 내부 팀과 외부 전문가들 간의 의견 충돌을 조율하며 최종 결정을 내렸던 사례를 소개했다. 일부는 더 많은 기능을 추가하자고 했고, 다른 일부는 출시를 서두르자고 했다며, 그는 시장의 반응을 더 빠르게 보기 위해 간단한 버전으로 먼저 출시하기로 결정했다고 밝혔다. 그는 이러한 결정이 기업의 성패를 좌우할 수 있다는 것을 실감했으며, 창업자는 자원이 제한적인 상황에서도 신중한 결정을 내려야 한다고 강조했다. ▲최정우 대표가 질의응답을 받고 있다. 불황의 시기와 도전의 의미 최정우 대표는 불황의 시기에 창업의 길을 선택한 경험을 공유하며 불황이 오히려 창업의 기회가 될 수 있음을 설명했다. 그는 2008년 글로벌 금융위기 당시 경제 상황이 좋지 않았지만 오히려 그때가 임대료도 낮고 인재들을 모으기 쉬웠다고 말했다. 또한, 자금 부족과 낮은 수요 등 불황이 가져온 문제들 덕분에 생존 전략을 세우고, 최소한의 자원으로 효율을 극대화하는 방법을 알게 되었다고 전했다. 마지막으로, 최 대표는 "인생에서 중요한 것은 한 가지 길을 고집하는 것이 아니라 다양한 경험을 통해 자신을 알아가는 것"이라며 창업 역시 긴 인생에서 자신을 알아가는 과정 중 하나라고 말했다. 그는 한 가지 일이 실패했다고 좌절하지 말고 다양하게 도전할 것을 강조하며 강연을 마쳤다. 취재/ 유재혁 홍보기자(db1345@naver.com) 다음글 [창업과 기업가 정신1] 무인탐사연구소 조남석 대표, 강연 진행 이전글 [창업과 기업가 정신1] 드림라이프 클래식 유정현 대표, 강연 진행 목록

세종투데이 주요연구 주요연구 Modified gravity is boosted by a deeper analysis of galactic rotation curves 2022-12-26 hit 2521 Modified gravity is boosted by a deeper analysis of galactic rotation curves: modified inertia may be out, and dark matter is questioned once again Department of Phsics & Astronomy, Sejong University Prof. Kyu-Hyun Chae One of the mysteries of the universe is that Einstein’s general relativity, which is a relativistic theory of Newton’s universal law of gravity, requires large amount of dark matter in individual galaxies and in the vast space of the universe. Dark matter inferred by general relativity has never been identified in non-gravitational experiments. This opens up the possibility that gravity’s law may be subtly different from general relativity while keeping all its experimental successes (known generally as modified gravity) or Newton’s inertia is modified. Such a paradigm known as modified Newtonian dynamics, or MOND for short, was proposed by Mordehai Milgrom in 1983. Galactic rotation curves measured by hydrogen gas orbiting in galactic disks provide powerful testbeds in testing and distinguishing theoretical possibilities. The currently popular cosmological model with cold dark matter and Einstein’s cosmological constant Λ (widely referred to as ΛCDM) predicts the properties of dark matter halos embedding galaxies of stars and gas, so that galactic rotation curves can be predicted by Newtonian dynamics or general relativity. The drastically different MOND paradigm (either modified gravity or modified inertia) proposes to explain galactic rotation curves with only the observed mass distribution of stars and gas.  In disk galaxies where orbits of stars and gas are collectively forming disk geometries, modified gravity and modified inertia predict subtly different rotation velocities in the inner rising part of the rotation curve. This is because in modified gravity theories rotation velocities in the inner disk are slightly suppressed because of gravity perpendicular to the disk plane. Such a suppression causes the rotation curve on an acceleration plane to deviate from the MOND curve. According to kinematics, a rotation velocity V in a circular orbit of radius R means an observed centripetal acceleration g_obs=V²/R while Newton’s theory also predicts an acceleration g_bar at that radius for the observed baryonic mass distribution of stars and gas. These two accelerations define the acceleration plane (Figure 1). Because this effect is tiny, it is not feasible to distinguish between modified gravity and modified inertia with any single galaxy based on current data. However, combined signals from many galaxies may distinguish the two and further provide a distinction between MOND and ΛCDM. Figure 1 The inner and outer rotation curves of 152 SPARC galaxies are separately placed on an acceleration plane. There is a tiny, but clear difference between the inner part and the outer part in remarkable agreement with the prediction of the AQUAL theory of modified gravity. Kyu-Hyun Chae, an astrophysicist and professor at Sejong University (Seoul, South Korea), has just done such a test using 152 high-quality galactic rotation curves selected from the Spitzer Photometry and Accurate Rotation Curves (SPARC) database. The results recently published in the Astrophysical Journal show that rotation velocities of the inner disks do not statistically fall on the curve on the acceleration plane followed by rotation velocities of the outer disks. The significance is more than 5-sigma, the usually accepted rule for a discovery. Rather, the rotation velocities of the inner disks of SPARC galaxies fall right on the somewhat deviated curve numerically predicted by the AQUAL Lagrangian theory of modified gravity proposed by physicists Jacob Bekenstein and Mordehai Milgrom. It was not difficult for Chae to recognize the difference between the inner and outer rotation curves on the acceleration plane and a detailed statistical analysis indeed confirmed it. Chae recalls “When Milgrom and I obtained numerical solutions of AQUAL earlier this year, I became very curious about the robust prediction of the theory on the tiny difference between the inner and outer rotation curves on the acceleration plane. So, I immediately examined the SPARC data and got excited by the fact that the tiny difference was there.” However, it took some time for Chae to do a rigorous statistical analysis and investigate any possible hidden errors. He adds, “It is clear that the SPARC data prefer modified gravity over modified inertia. Of course, this conclusion needs to be confirmed by much larger and higher-quality data in the future. However, the power of the current SPARC data is still very impressive.”  Chae further asked the question of whether dark matter halos predicted by current state-of-the-art hydrodynamics simulations of galaxy formation can be as good as AQUAL, or perhaps even better, in predicting the inner and outer rotation curves. He comments on the results of the investigation, “It is interesting that dark matter halos also predict some difference between the inner and outer rotation curves on the acceleration plane, mimicking AQUAL to some extent. However, dark matter halo results deviate from the SPARC data on the acceleration plane requiring some unnatural fine tuning. What is truly surprising is that AQUAL naturally predicts both the inner and the outer rotation curves without any fine tuning.”   What’s next in testing theories with galactic rotation curves? For a more definite test than the published results, a new database is needed. Chae is currently engaged in an international collaboration including Dr. Federico Lelli of Arcetri Astrophysical Observatory - INAF (Florence, Italy) to undertake a SPARC II project funded by National Research Foundation of Korea. Chae says “The coming years will be an exciting time in search of solutions to the dark matter problem.” References: 1. https://iopscience.iop.org/article/10.3847/1538-4357/ac93fc “Distinguishing Dark Matter, Modified Gravity, and Modified Inertia with the Inner and Outer Parts of Galactic Rotation Curves” 2. https://iopscience.iop.org/article/10.3847/1538-4357/ac5405 “Numerical Solutions of the External Field Effect on the Radial Acceleration in Disk Galaxies” 3. https://journals.aps.org/prd/abstract/10.1103/PhysRevD.106.103025 “Testing modified gravity theories with numerical solutions of the external field effect in rotationally supported galaxies” 다음글 GWTC-2 데이터를 이용한 쌍 블랙홀의 기원 연구 이전글 기뢰 매몰률 예측에 대한 기술동향 및 발전방향 목록

세종투데이 주요연구 주요연구 원전 해체 발생 방사성 폐액 처리 성능 향상을 위한 친환경 바이오 소재 공정 개발 2023-07-24 hit 968 원전 해체 발생 방사성 폐액 처리 성능 향상을 위한 친환경 바이오 소재 공정 개발 (Development of Eco-friendly Bio-material to Improve the Treatment Performance of Radioactive Liquid Waste from Decommissioning) 바이오산업자원공학전공 윤미용 교수 1. 서론 (Introduction) 전 세계적으로 영구 정지된 원전의 해체는 원전보유국으로서는 큰 국가적 목표이며, 국내에서는 현재 고리1호기와 월성1호기 해체를 준비 중이다. 현재 전 세계 204기 영구정지 원전 중 미국, 독일, 일본, 스위스 4개국만이 해체를 완료한 경험이 있다. 해체 경험이 없는 한국은 소규모 원자력 시설(연구로 1·2호기, 우라늄변환시설) 및 운영 원전 대형 기기 교체(증기발생기, 원자로 압력관 및 원자로 헤드 교체) 경험을 통해 해체 기술을 확보 중이며, 계속해서 원전 해체 상용화 기술을 확보하기 위한 사업이 추진되고 있다. 원전 해체 과정에서 대량의 방사성폐기물 발생, 막대한 해체 비용, 장기적 관리 등이 중요한 문제로 대두되고 있다. 또한 방사성폐기물 관리기준 및 발생량은 국가별로 상이하므로, 해외 기술을 직접 도입하기보다 국내 여건에 부합하는 방사성폐기물 처리 기술을 개발하는 것이 요구되고 있다. 특히 한국은 국토의 면적 대비 인구가 많아 방사성 폐기물 처분장의 증설이 어려울 뿐만 아니라 방사성폐기물 안전관리에 대한 국민적 요구가 높기 때문에 방사성폐기물 처분의 경제적/사회적 비용이 크게 증가한다.  현재 방사성 폐액 처리에 주로 사용되고 있는 이온교환수지는 방사성 이온 물질로 포화가 되면 방사성 폐수지로 처리되어야 하기 때문에 2차 핵 폐기물이 양산 된다. 국내에서 겪고 있는 방사성폐기물 처리장 부족 문제 때문에, 2차 핵폐기물 감용에 대한 관련 기술 개발이 요구되고 있는 실정이다. 이에 본 연구팀은 정부에서 주도 하는 원자력 에너지개발사업 일환으로 압타머를 적용한 폐액 처리 공정(그림 1)을 개발하는 연구를 수행하였다. 최근 보고된 연구에서 압타머가 특정 이온성 원소에 높은 선택성을 갖고 결합할 수 있다는 결과들과 본 연구팀이 코발트 및 니켈을 제거하는 압타머 기술을 바탕으로 압타머를 원자력분야에 적용하는 다양한 연구를 수행하였다. 즉,특정 표적 물질에 선택적으로 결합할 수 있는 압타머 고유의 특징을 활용하여, 원전 해체로 발생하는 방사성 폐액 내 특정 원소를 제거 및 처리하기 위한 원천기술을 개발하고자 하였다. (그림 1) 그리고 이를 방사성 폐액 처리에 활용함에 따라 액체 방사성폐기물 감용 및 처리비용 절감과 같은 다양한 부가가치 창출이 가능할 것으로 예상하였다.   (그림 1) 압타머 기반 폐액 처리 공정 개요 2. 방사성물질 제어를 위한 방사성 금속 이온 특이적 압타머 발굴 압타머(Aptamer)는 “fitting”이라는 뜻을 가지는 라틴어 “aptus”와 그리스 접미사 “-mer”의 합성어로, 표적 분자에 친화적/특이적으로 결합할 수 있는 핵산(ssDNA, RNA)으로 구성된다. 즉, 압타머는 안정된 3차원 구조를 유지하면서 특정 분자에 특이적으로 강하게 결합한다는 특징을 지닌 친환경 바이오 소재이다. (그림 2)   (그림 2) 친환경 바이오 소재 압타머 친환경 바이오 소재인 압타머는 그 고유 구조에 의해 표적 물질 별로 선택성을 가지고 결합할 수 있다는 특징이 있으며, 이를 이용하여 방사성 폐액 내 특정 원소를 제거하기 위한 ‘친환경 바이오 소재 공정’을 개발하였다. 압타며 발굴을 위해 보편적으로 SELEX(Systematic evolution of ligands by exponential enrichment) 기술이 사용된다. SELEX 기술은 1990년 Larry Gold에 의해 고안된 것으로, 해당 기술을 통해 무작위로 합성된 올리고뉴클레오타이드 라이브러리(oligonucleotide library: 서로 다른 종류의 수십 조개의 압터머가 포함 되어있음)로부터 표적 물질과 친화력을 가지는 소수의 압타머를 선별할 수 있다. 또한 동일한 방법으로 저분자 화합물부터 고분자 단백질에 이르기까지 다양한 표적 물질에 친화력을 가지고 결합할 수 있는 압타머를 발굴할 수 있다. SELEX 방법에서 이용되는 단일 가닥 압타머는 1015개 이상의 다양한 염기서열을 포함하며, 양 말단에는 중합효소 연쇄반응(PCR: polymerase chain reaction)을 위한 프라이머(primer) 서열이 존재하는 특징을 지닌다. 무작위로 만들어진 압타머 라이브러리(library)에는 방사성 금속 이온과 강한 결합력을 가진 소수의 압타머 후보군들이 존재할 것으로 기대된다. 방사성 금속 이온과 결합한 후보군들은 결합하지 않은 개체들과 구별되어 PCR로 증폭되고, 이러한 과정이 6~15회 반복되어 선별된다 (그림 3). 이때 SELEX의 전반적인 속도는 표적 물질에 결합하고 있는 압타머를 얼마나 효율적이고 정교하게 선별해낼 수 있는지에 따라 좌우된다. 반복된 실험과정을 효과적으로 단축하면서 결합 친화도가 높은 압타머를 선별하는 것이 SELEX 기술의 핵심이다.   (그림 3) SELEX(Systematic evolution of ligands by exponential enrichment)를 이용한 방사성 금속 이온 결합 압타머 발굴 위의 SELEX 방식을 통해 방사성 폐액에 존재하는 대표 핵종인 코발트(Co), 니켈(Ni), 망간(Mn) 이온에 대한 압타머를 발굴하였다. 각각의 표적 이온과의 결합력을 확인하기 위하여 SPR(Surface Plasmon Resonance)로 결합 친화도(Kd value)를 측정한 결과, 10-9(nM)의 높은 결합력을 확인하였다. (표 1) (표1) 발굴된 방사성 이온 압타머의 결합 친화도 3. 방사성물질 제어를 위한 압타머 구조분석 및 최적화 발굴한 방사성 이온 특이적 압타머의 효율성과 생산 단가 절감을 위해 압타머 서열 분석 및 압타머를 고정할 비드와의 결합 비율 최적화 단계를 수행하였다. 우선, SELEX를 통해 획득한 압타머의 금속 이온과 결합하는 부위 및 압타머 안정화에 관여하는 부위 등을 예측하기 위해 핵산 구조 분석 프로그램(m-fold/NUPACK)을 이용하였다. 프로그램을 통해 확인한 압타머의 주요 부위 혹은 구조에 영향을 줄 수 있는 부위를 돌연변이(mutation) 혹은 제거(deletion) 등의 방식으로 변이를 유도하였고, 이를 통해 압타머 2차 구조 변화 여부를 예측하였고, 이를 기반으로 표적 이온과 결합하는데 기여하는 결합 부위 서열을 최종적으로 결정하였다. 나아가, 깁스 자유 에너지(Gibbs free energy; ∆G) 값이 낮을수록 압타머 구조가 안정적이므로, 압타머의 2차구조 및 결합 부위 서열을 유지하면서 더 안정적인 구조를 유지하는 최적의 서열을 확보하였다. 마지막으로 생산 단가 절감을 위해 결합 부위 서열을 유지하는 최소한의 압타머 서열 만을 남기는 크롤링(crawling-염기 서열을 끝에서부터 일정하게 제거하면서 구조 변화를 검증) 방식을 통해 서열을 최적화 하였다. (그림 4)   (그림 4) 구조분석 프로그램을 이용한 압타머 구조 분석 및 서열 최적화 최적화된 압타머 서열 획득한 후, 압타머를 고정할 비드와의 최적 결합 비율을 결정하는 것이 중요하다. 예를 들어 하나의 비드에 압타머 10개가 최대치로 결합할 수 있다고 가정해 보자. 산술적으로 최대치를 계산할 수 있는 데는 한계가 있기 때문에 압타머 개수를 1개부터 조금씩 양을 늘려서 언제 압타머 개수가 최대치인지를 결정해야 한다. 이때 압타머에 형광을 붙인 상태에서 위의 실험을 수행한다면, 압타머 개수가 10개에 도달했을 때 형광 값이 가장 밝은 것을 알 수 있을 것이다. 즉 10개 이상이면 더 이상 밝기가 밝아지지 않기 때문에 우리는 최대값을 분석을 통해 얻을 수 있다. 다만 여기서 고려해야 할 상황은, 압타머를 최대치로 붙이는 것이 최선이 아닌 경우가 많다는 것이다. 압타머의 밀도가 높은 경우, 오히려 서로 금속 이온 결합에 방해를 할 수 있기 때문이다. 이에 본 연구팀은 압타머를 비드에 최대치로 고정시키는 것이 아니라, 가장 많은 금속과 결합하는 비드/압타머 비율을 결정하는 실험을 별도로 수행하였다. 기존 방법(형광 현미경 혹은 형광측정기)으로는 압타머/비드 효율을 결정하기 위해 많은 시간과 노력이 필요하는 데 반해, 본 연구팀은 새로운 방식을 접목시켜 쉽고 빠르게 압타머/비드 비율 최적화를 얻을 수 있었다. 그림5A에서 보듯이, Flow cytometry(유세포분석기)를 이용하여 형광이 부착된 압타머와 비드 복합체를 분석하면 실험에 사용된 모든 압타머/비드 분석이 가능하며, 이를 통해 정확한 샘플의 질을 예측할 수 있었다 (그림 5A, B). 나아가, 이와 같이 새로 접목된 실험 방법을 통해 얻은 결과의 신뢰성을 입증하기 위해 기존 방식(형광현미경)을 이용하여 유세포분석기 결과를 검증하였다. 그림 5를 통해 서로 다른 실험 방식에서 유사한 결과를 얻었음을 확인할 수 있었다 (그림 5A, C, D).    (그림 5) 유세포 분석기(A-C)와 형광 현미경(D)을 이용한 압타머-비드 복합체 비율 결정 실험 결과 4. 최적화된 방사성 이온 압타머의 성능 평가 방사성물질 제어를 위한 금속 이온 압타머의 이온 성능을 확인하기 위하여 압타머의 이온 제거 성능과 제거한 이온을 다시 회수한 뒤 압타머를 재사용 할 수 있는지 확인하였다. 압타머의 성능 평가에는 금속 이온 농도를 측정할 수 있는 유도결합 플라즈마 분광분석기(ICP-OES: Inductively Coupled Plasma Optical Emission Spectrometer)를 사용하였다. (그림 6) (그림 6) ICP-OES를 통한 압타머 성능 평가 (제거율 및 수거율) 본 연구팀은 코발트, 니켈, 망간, 유로피움 등의 원소와 특이적으로 결합하는 압타머를 다수 발굴하였다. 이렇게 발굴한 코발트, 니켈, 망간에 특이 결합하는 압타머를 비드에 각각 고정시킨 후 각각의 표적 이온을 대상으로 이온 제거율 및 제거한 이온 수거율을 확인하였다. 이에 따른 결과에서 코발트, 니켈, 망간 압타머 모두 99% 이상의 표적 이온 제거율이 보임을 확인하였다 (그림 7A).  원자력발전소 해체 및 운용 중 발전소에서 사용되고 있는 기존 방사성 금속이온 제거용 이온교환수지의 경우 방사성 금속이온으로 포화가 되면, 이를 방사성 폐기물로 처리해야 되기 때문에 2차 핵폐기물이 발생한다는 단점이 존재한다. 현재 가장 큰 어려움은 국내 핵폐기물장의 부지 선정의 지연으로, 이러한 핵폐기물 처리 문제는 원자력분야의 최대 골칫거리로 자리잡고 있다. 이온교환수지에서 방사능 금속 이온을 제거할 수 있는 방법이 존재하지만, 이 또한 황산 등의 강산을 사용해야 하기 때문에 2차 환경오염물질을 배출해야 하며, 강산과 섞여 있는 방사성 물질의 처리가 어렵기 때문에 현재에는 방사능 물질로 포화된 이온교환수지를 핵폐기물장에 처리하고 있다. 따라서 이러한 2차 핵 폐기물 감용 기술 개발이 많이 요구되는 상황이다. 본 연구팀이 개발한 압타머/비드 컬럼을 사용했을 경우 컬럼에 결합되어 있는 방사성 금속 이온을 쉽게 분리할 수가 있다. 이러한 컬럼을 이용한 결과, 그림 7B에서 보듯이 분리된 금속 이온이 99.96% 이상이 되는 것으로 확인 되었고, 이는 기술력이 수거율 100%에 이를 정도로 발전 했음을 의미한다.   (그림 7) 압타머의 표적 이온 (A) Removal rate(제거율) 및 (B) Recovery rate(수거율) 앞에서 언급하였듯이 압타머로 포집한 방사성 금속 이온을 거의 100%에 가까운 수거율로 회수 할 수 있다는 것은, 압타머/비드 컬럼 내에 방사성 금속 이온이 거의 존재하지 않는다는 뜻이며, 이는 제품을 다시 재사용 할 수 있는 가능성이 높다는 것을 의미한다. 제품을 재사용 한다는 것은 유지 비용의 감소를 의미하며, 이는 곧 경쟁력이 될 수 있기 때문에 위 과정을 입증하기 위하여 압타머/비드 컬럼의 재사용 검증 실험을 수행 하였다 (그림 8). 그림에서 보이듯이 20회 정도의 반복적인 재사용에도 95% 이상의 코발트 이온의 제거율을 보이고 있음을 확인하였다. 앞으로 추가적으로 다양한 환경에서 재사용 회수를 늘려 제거율 측정 실험을 수행할 예정이다. (그림 8) 압타머의 재사용 횟수에 따른 제거율 압타머는 기본 구조에 음성을 띠고 있어 양이온과의 결합이 쉽게 이뤄진다. 그렇기 때문에 본 연구팀이 개발한 압타머가 표적 이온에 선택적으로 결합하는지에 대한 여부를 확인하는 것이 필요했다. 이러한 실험을 진행 하기 위해 9가지 이온 혼합 샘플을 압타머 기반 컬럼으로 처리하고, 처리 전과 후의 농도를 측정하여 제거율을 평가하였다. 코발트/니켈/망간 특이적 압타머 혼합 컬럼의 경우 대상 이온에 대해 70~85% 정도의 높은 제거율이 확인되었기 때문에 각각의 압타머가 대상 금속 이온에 대해 높은 선택성을 갖고 있음을 확인하였다. (그림 9)   (그림 9) 다표적(코발트, 니켈, 망간 압타머) 컬럼의 표적 이온 선택성 검증 5. 현장 시험 위에서 언급하였듯이, 다양한 실험을 통해서 본 연구팀이 개발한 압타머들이 높은 선택성으로 표적 방사성 이온을 제거할 수 있음을 확인하였다. 하지만 실험실 조건에서 실시한 실험 샘플들은 대상 방사성 이온만 존재하게끔 만든 인위적인 상태였기 때문에 현장 샘플을 이용한 검증이 필요하였다. 실제 방사성 조건에서도 압타머를 이용한 제거가 가능한지 확인하기 위해 실시 된 현장 시험은 크게 두 곳에서 독립적으로 진행하였다. 한 곳은 한국원자력연구원에서 방사성물질 포함 시료를 대상으로 현장 시험을 수행하였고, 다른 한 곳은 영광 한빛 제1원자력발전소에서 1차 계통수를 대상으로 현장 시험을 수행하였다. 그림 10에서 볼 수 있듯이 서로 다른 독립된 실험 두 곳에서 방사성 이온이 90% 이상 제거되는 것을 확인하였다 (그림 10). 특히 한국원자력연구원에서 실험한 경우 실험실 조건과 동일하게 99%의 방사성 코발트와 니켈 금속 이온이 제거된 것을 확인할 수 있었으며, 한빛원자력발전소 역시 다양한 방사성 금속 이온이 샘플 내에 존재하였지만, 90%의 방사성 코발트와 망간이 제거된 것을 확인할 수 있었다.   (그림 10) 방사성 조건에서 압타머 성능평가를 위한 현장 시험 6. 결론 및 전망 (Conclusion and outlook) 본 연구는 의료 및 산업 분야에서 각광받고 있는 압타머를 원자력 분야에 도입하여 방사성 폐액에 존재하는 이온성 원소를 제거할 수 있는 세계 최초의 신규 공정을 개발하였다는 점에 의의를 둔다. 특히 본 연구팀이 개발한 압타머/비드 컬럼은 방사성 코발트, 니켈, 망간 등을 90% 넘는 높은 효율로 제거 하였기 때문에 현장 적용 가능성이 높다고 판단된다. 표적 물질 특이적 압타머 기술을 활용한 방사성 폐액 처리용 압타머 컬럼은 표적 방사성 이온에 결합력이 특히 강하므로, 이 특성을 활용함으로써 다양한 폐액의 특성 및 환경에 맞춰 처리 공정을 최적화시킬 수 있다는 점에서 기존 기술과 차별성이 있다.  본 연구팀은 압타머 개발 시 표적 이온과의 결합 예측 부위 분석으로 결합에 관여하지 않는 불필요한 서열은 제거함으로써 압타머의 생산 단가를 절감할 수 있는 기술을 발전시켜 보다 효율성을 높이는 성과를 얻었다. 또한, 개발된 압타머는 표적 이온을 높은 선택성으로 포집하는 것이 가능하고, 포집된 이온을 회수하는 것이 가능하였다. 특히 개발한 압타머/비드 컬럼에 포집된 이온을 회수할 수 있는 기술을 독자적으로 확보 하여 추후 현장에 적용할 때 큰 장점으로 작용할 것이라 판단된다. 또한 반복적인 재사용이 가능하다는 점은 현장에서 유지비용을 크게 절감시켜 사용자에게 경제적 이점을 제공할 수 있을 것이다. 더불어 기존 방사성 이온 제거 방식인 이온교환수지의 경우 방사성 물질로 포화가 되면 2차 방사성 폐기물로 처리되어 왔지만, 본 연구팀이 개발한 압타머/비드 컬럼의 경우 2차 방사성 폐기물이 전혀 발생하지 않기 때문에 운용 중 원자력발전소 및 발전소 해체 시 발생되는 방사성 폐기물 양을 현격히 줄일 수 있다.   하지만 본 연구는 실험실 규모의 저용량 규모로 연구가 진행되었기에 실제 원전 해체 환경에 적용하기에는 많은 추가 연구가 필요하다. 특히 원전 해체 환경 혹은 원자력발전소에 적용하기 위하여 방사성 폐액 양의 증가, 컬럼에 유입되는 폐액 유압 및 유속 등이 압타머 구조에 미치는 영향 등과 같이 추가로 검증해야 할 부분이 많은 것은 사실이다. 하지만 압타머를 이용하여 방사성 이온을 제거 하는 기술은 국내외 유일하기 때문에 추가 연구를 통해 방사성 폐액 처리 기술 및 공정 개발이 완벽하게 이뤄지면 관련 원전 해체 산업에 대한 경쟁력 향상에 기여할 것으로 기대된다. 또한, 이 기술은 해체 발생 폐액 외에도 특정 금속 이온을 제거하고자 하는 분야에서 높은 상용화 가능성이 있다. 본 기술은 특정 원소를 제거 및 회수 한다는 점에서 타 기술들과 차별화되므로 원천기술의 고도화를 통하여 미래 환경분야에 기여할 수 있기를 기대한다. 본 연구는 ㈜래드코어와 한국전력국제원자력대학원대학교 김송현 교수 연구팀과 공동으로 진행되었고, 한국에너지기술평가원의 지원을 받아서 수행되었다. 참고문헌 1. 압타머 활용 해체 원전 액체 방사성폐기물 처리 방사선작업종사자 피폭량 예측 및 저감 방안 도출. 방사선산업학회지 2022, vol. 16, no.4, pp.497-503. 2. RNA 앱타머 (Aptamer): 간단한 원리부터 복잡한 응용까지. 분자세포생물학회지. 제19권 제1호 2007년 3월 p. 23-29.  3. Sun Young Lee, Dae Hyuk Jang, Hyuncheol Kim and Miyong Yun. 2023. Removal and isolation of radioactive cobalt using DNA aptamers. Radiochimica Acta. 2022-0112. 4. Sekhon, S. S., Lee, S. H., Lee, K. A., Min, J., Lee, B. T., Kim, K. W., Ahn, J. Y., Kim, Y. H. Defining the copper binding aptamotif and aptamer integrated recovery platform (AIRP). Nanoscale 2017, 9, 2883–2894. 5. Eilers A, Witt S and Walter J. 2020. Aptamer-Modified Nanoparticles in Medical Applications. Adv. Biochem. Eng. Biotechnol. 174:161-193. 6. Tuerk C and Gold L. 1990. Systematic evolution of ligands by exponential enrichment: RNA ligands to bacteriophage T4 DNA polymerase. Science 249(4968):505-510.  7. Hofmann HP, Limmer S, Hornung V and Sprinzl M. 1997. Ni2+-binding RNA motifs with an asymmetric purine-rich internal loop and a G-A base pair. RNA 3(11):1289-1300.  8. Rajendran M and Ellington AD. 2008. Selection of fluorescent aptamer beacons that light up in the presence of zinc. Anal. Bioanal. Chem. 390(4):1067-1075.  다음글 Low-acceleration catastrophe of gravity from Gaia observations of wide binary stars: dawn of a new scientific revolution 이전글 초실감 메타버스를 위한 궁극의 3D 오디오 기술: 사운드 트레이싱 (Sound tracing) 목록

세종투데이 주요연구 주요연구 Low-acceleration catastrophe of gravity from Gaia observations of wide binary stars: dawn of a new scientific revolution 2023-07-24 hit 1906 Low-acceleration catastrophe of gravity from Gaia observations of wide binary stars: dawn of a new scientific revolution Department of Phsics & Astronomy, Sejong University Prof. Kyu-Hyun Chae A new study reports conclusive evidence for the breakdown of standard gravity in the low acceleration limit from a verifiable analysis of the orbital motions of long-period, widely separated, binary stars, usually referred to as wide binaries in astronomy and astrophysics. The study carried out by Kyu-Hyun Chae, professor of physics and astronomy at Sejong University in Seoul, used up to 26,500 wide binaries within 650 light years (LY) observed by European Space Agency’s Gaia space telescope.  ▲Left: A binary star system with a nested inner binary (credit: Wikipedia). Right: Gravitational anomaly at low acceleration observed in 20,000 wide binaries (credit: Kyu-Hyun Chae) For a key improvement over other studies Chae’s study focused on calculating gravitational accelerations experienced by binary stars as a function of their separation or, equivalently the orbital period, by a Monte Carlo deprojection of observed sky-projected motions to the three-dimensional space. Chae explains on this point, “From the start it seemed clear to me that gravity could be most directly and efficiently tested by calculating accelerations because gravitational field itself is an acceleration. My recent research experiences with galactic rotation curves led me to this idea. Galactic disks and wide binaries share some similarity in their orbits, though wide binaries follow highly elongated orbits while hydrogen gas particles in a galactic disk follow nearly circular orbits.” Also, unlike other studies Chae calibrated the occurrence rate of hidden nested inner binaries at a benchmark acceleration as shown in the Figure.   The study finds that when two stars orbit around with each other with accelerations lower than about one nanometer per second squared start to deviate from the prediction by Newton’s universal law of gravitation and Einstein’s general relativity. For accelerations lower than about 0.1 nanometer per second squared, the observed acceleration is about 30 to 40 percent higher than the Newton-Einstein prediction. The significance is very high meeting the conventional criteria of 5 sigma for a scientific discovery. In a sample of 20,000 wide binaries within a distance limit of 650 LY two independent acceleration bins respectively show deviations of over 5 sigma significance in the same direction. Because the observed accelerations stronger than about 10 nanometer per second squared agree well with the Newton-Einstein prediction from the same analysis, the observed boost of accelerations at lower accelerations is a mystery. What is intriguing is that this breakdown of the Newton-Einstein theory at accelerations weaker than about one nanometer per second squared was suggested 40 years ago by theoretical physicist Mordehai Milgrom at the Weizmann Institute in Israel in a new theoretical framework called modified Newtonian dynamics (MOND) or Milgromian dynamics in current usage.  Moreover, the boost factor of about 1.4 is correctly predicted by a MOND-type Lagrangian theory of gravity called AQUAL, proposed by Milgrom and the late physicist Jacob Bekenstein. What is remarkable is that the correct boost factor requires the external field effect from the Milky Way galaxy that is a unique prediction of MOND-type modified gravity. Thus, what the wide binary data show are not only the breakdown of Newtonian dynamics but also the manifestation of the external field effect of modified gravity. On the results, Chae says, “It seems impossible that a conspiracy or unknown systematic can cause these acceleration-dependent breakdown of the standard gravity in agreement with AQUAL. I have examined all possible systematics as described in the rather long paper. The results are genuine. I foresee that the results will be confirmed and refined with better and larger data in the future. I have also released all my codes for the sake of transparency and to serve any interested researchers.”  Unlike galactic rotation curves in which the observed boosted accelerations can, in principle, be attributed to dark matter in the Newton-Einstein standard gravity, wide binary dynamics cannot be affected by it even if it existed. The standard gravity simply breaks down in the weak acceleration limit in accordance with the MOND framework. Implications of wide binary dynamics are profound in astrophysics, theoretical physics, and cosmology. Anomalies in Mercury’s orbits observed in the nineteenth century eventually led to Einstein’s general relativity. Now anomalies in wide binaries require a new theory extending general relativity to the low acceleration MOND limit. Despite all the successes of Newton’s gravity, general relativity is needed for relativistic gravitational phenomena such as black holes and gravitational waves. Likewise, despite all the successes of general relativity, a new theory is needed for MOND phenomena in the weak acceleration limit. The weak-acceleration catastrophe of gravity may have some similarity to the ultraviolet catastrophe of classical electrodynamics that led to quantum physics. Wide binary anomalies are a disaster to the standard gravity and cosmology that rely on dark matter and dark energy concepts. Because gravity follows MOND, a large amount of dark matter in galaxies (and even in the universe) are no longer needed. This is also a big surprise to Chae who, like typical scientists, “believed in” dark matter until a few years ago.   A new revolution in physics seems now under way. On the present results and the future prospects, Milgrom says, “Chae’s finding is a result of a very involved analysis of cutting-edge data, which, as far as I can judge, he has performed very meticulously and carefully. But for such a far-reaching finding -- and it is indeed very far reaching -- we require confirmation by independent analyses, preferably with better future data. If this anomaly is confirmed as a breakdown of Newtonian dynamics, and especially if it indeed agrees with the most straightforward predictions of MOND, it will have enormous implications for astrophysics, cosmology, and for fundamental physics at large.“  Xavier Hernandez, professor at UNAM in Mexico who first suggested wide binary tests of gravity a decade ago, says, “It is exciting that the departure from Newtonian gravity that my group has claimed for some time has now been independently confirmed, and impressive that this departure has for the first time been correctly identified as accurately corresponding to a detailed MOND model. The unprecedented accuracy of the Gaia satellite, the large and meticulously selected sample Chae uses and his detailed analysis, make his results sufficiently robust to qualify as a discovery.”  Pavel Kroupa, professor at Bonn University and at Charles University in Prague, has come to the same conclusions concerning the law of gravitation. He says, "With this test on wide binaries as well as our tests on open star clusters nearby the Sun, the data now compellingly imply that gravitation is Milgromian rather than Newtonian. The implications for all of astrophysics are immense." The finding was published in the 1 August 2023 issue of the Astrophysical Journal. Reference: https://iopscience.iop.org/article/10.3847/1538-4357/ace101 “Breakdown of the Newton–Einstein Standard Gravity at Low Acceleration in Internal Dynamics of Wide Binary Stars” (The Astrophysical Journal, 2023, Vol. 952, article ID 128) 다음글 기뢰 매몰률 예측에 대한 기술동향 및 발전방향 이전글 원전 해체 발생 방사성 폐액 처리 성능 향상을 위한 친환경 바이오 소재 공정 개발 목록

세종투데이 주요연구 주요연구 고효율 전력변환을 위한 전력반도체 기술 2024-08-16 hit 500 고효율 전력변환을 위한 전력반도체 기술 반도체시스템공학과 임유승 1. 서론 전력변환(Power conversion)이란 용어가 낮설게 느껴질 수 있지만, 우리는 일상 속에서 전력변환 기술을 통해 모든 생활을 영위하고 있다. 우리가 에너지라고 일컫는 전기는 발전소에서 생산되고 모든 가정에 공급이 된다. 우리가 쓰고 있는 220V 교류(AC)전압은 가정에 공급되고 있다는 사실을 알고 있다. 그럼 발전소에서는 어떻게 전달될까?  그림 1. 가정에 공급되는 전압과 전력반도체의 역할 [1] 생산된 전기는 도심으로 전달되기 위해서는 승압이란 과정을 거쳐서 매우 높은 전압을 변환된다. 전압을 크게 바꾸기 위해서는 교류를 이용한 경우 쉽게 가능하고 손실을 감안하더라도 먼 거리를 가능케 한다. 현재 154kV에서 765kV까지 승압을 통해 전달하고 가정에는 배전이란 과정을 거쳐 교류 220V를 공급한다. 여기까지는 우리가 ‘가정에 220V 교류가 들어온다’라는 사실을 인지하기 쉽게 다가온다. 그런데 전력변환이 중요한 이유는 우리가 사용하고 있는 거의 대부분의 전자제품은 직류를 쓰고 있기 때문이다. 직류는 시간에 따라 전압이 변하지 않는 에너지로 노트북, TV, 냉장고, 세탁기 심지어 모든 전자기기까지 직류를 사용하고, 각각의 기기가 요구하는 전력량에 따라 다른 전압을 채택한다. 즉, 220V 교류전압을 5V, 10V, 15V 등의 직류전압으로 바꿔줘야 한다. 여기에 쉽게 접할 수 있는 어댑터(Adapter)를 떠올릴 수 있다. 즉, 어댑터는 교류를 직류로 바꾸어 주고, 원하는 전압으로 낮춰주거나 높여주는 역할을 하는 것이다. 바로 여기에는 반도체의 정류작용(Rectification)이 활용된다. 즉, 전류를 한쪽 방향으로만 흐르게 하는 특징을 활용해, 양과 음 전압으로 실시간으로 변화하는 교류를 한쪽 방향을 걸러 직류로 만들어 주는 기술이 적용된다. 반대로 직류를 교류로 만들어 줄 때는 펄스 폭 변조(Pulse Width Modulation, PWM)를 이용해 교류형태로 만들어 주는 기술을 활용한다. 여기에도 당연히 반도체가 활용된다. 그림 2는 전력변환의 종류에 따른 특성을 나타낸다. 순서대로 교류를 직류로 변환, 교류의 주파수변환, 직류 전압의 변경, 직류를 교류로 변환을 나타내며 응용 환경에 따라 사용처가 모두 다르다. 그림 2. 전력변환 종류 [1] 전력변환에 대한 간략한 이해를 돕기 위한 앞선 내용을 바탕으로 본론에서는 도대체 왜 고에너지갭이란 반도체 소재가 필요하며, 고효율이 왜 요구되는지에 대해 다루고자 한다. 2. 높은 전압을 견딘다는 의미 반도체는 밴드갭이란 고유 특성을 갖고 있고, 반도체에 전압을 가할 시 특정 전압 이상에서 항복현상(breakdown)이 발생해 급격히 전류가 증가해 반도체를 제어할 수 없게 되고 열화되는 특성을 갖는다. 이러한 항복현상은 반도체의 밴드갭 크기에 의존하고 있고 대표적으로 Si은 1.1eV의 밴드갭을 갖는다. 이를 항복전계(Breakdown Electrical Field)로 변환하면 0.3MV/cm 값을 갖는다. 즉, Si 자체의 항복전압의 임계값은 정해져 있기 때문에 항복전압을 증가시키기 위해서는 반도체의 저항성을 키워야 한다. 저항성을 키우기 위해서는 반도체의 불순물 농도(impurity concentraion)를 낮추어 저항을 크게 가져가는 방법이 널리 사용된다. 반도체는 불순물의 농도를 조절함으로써 전류를 매우 잘 흐르게 할 수도, 매우 적게 흐르게 할 수 있는 특징을 갖는다. 좀 더 쉽게 얘기하자면, 반도체 특성을 보이는 최적의 디바이스 특성에 저항을 키우기 위한 적은 양의 불순물 농도를 갖는 층을 첨가해 전류가 흐르는 방향으로 저항이 높은 영역을 만들어 주는 것이다. 여기서 저항이 높은 영역의 폭이 넓을수록 전류가 흐르기 더욱 어렵게 되고 견딜 수 있는 항복전압도 키울 수 있게 된다. 또한, 다른 방법으로는 반도체는 전자(Electron)와 정공(Hole)의 각각의 양에 따라 n타입 및 p타입으로 만들 수 있다. 즉, 전자가 많은 상태의 반도체를 n타입, 정공이 많은 상태의 반도체를 p타입으로 일컫는다. 두 반도체가 서로 접합(Junction)을 이룰 때, 우리는 다이오드(Diode)라고 부르며, 이 다이오드가 바로 정류작용을 할 수 있는 반도체 소자가 된다. 이런 반대 극성(Polarity)를 갖는 성분을 이러한 항복전압을 높이기 위한 층으로 활용함으로써도 항복전압을 높일 수 있다. 다시 정리하면, 같은 극성을 갖는 반도체 내 불순물농도가 다른 층을 삽입하는 방법, 그리고 다른 극성을 갖는 층을 삽입하여 두 극성이 만나는 접합면에 공핍층(Depletion layer)이란 층을 형성하여 저항을 키우는 방법을 활용할 수 있다. 이것이 반도체의 항복전압을 높임으로서 응용분야에 맞는 소자 설계를 가능케 한다.  3. 높은 전압 구현의 필요성, Si의 한계 그리고 산업 앞서서 전압의 종류와 변환 그리고 사용분야에 대해 알아 보았다면, 좀 더 전압의 관점에서 살펴보고자 한다. 전압(Voltage)란 전위차(Electric Potential Difference)라고도 불리며, 전기장(Electric Field) 안에서 전하가 갖는 전위(Electric Potential)라고 한다. 쉽게 말해서 어느 구간 사이에 서로 간의 위치에너지 차이라고 볼 수 있다. 전압이 크다는 것은 전하들이 더욱 큰 힘을 갖고 이동할 수 있음을 의미하며, 시간 당 이동하는 전하의 양이 많다는 뜻을 갖는다. 전압을 얘기할 때 떼어 놓을 수 없는 것이 전력(Electric Power, P)이다. 전력은 전기에너지가 일할 수 있는 능력을 나타내고, 단위 시간당 전달되거나 변환된 전기에너지에 의해 수행된 일의 양으로 나타낼 수 있다. 전력(P)는 전압(V)와 전류(I)의 곱으로 나타낼 수 있다. 여기서 우리는 두 가지 조건을 고려해 볼 수 있다. 같은 전력량을 나타내는 A, B 사례에서 A는 B보다 높은 전압을 가지면 상대적으로 적은 전류량을 나타낼 것이다. 이는 어떤 의미일까? 전류가 크면 많은 전자들이 동시간에 흐르게 된다. 이는 내부에 진동 및 충돌을 유발하고 점진적으로 열을 발생시킨다. 열은 곧 손실(Loss)로서 나타나게 된다. 즉, 같은 전력량을 가질 때 높은 전압과 낮은 전류는 손실 측면 및 설계관점에서 보다 유리해 진다.  그러면, 전압을 높이는 것이 항상 옳은 판단인 것인가 라는 질문에는 그렇지 않다. 전압을 높인 다는 것은 결국 반도체의 항복전압을 높여 개방(Open) 상태를 만들어 줘야하는데 항복전압을 높이기 위한 저항층의 두께 증가는 결국 반도체 전체의 저항을 증가시키는 결과를 가져온다. 증가된 저항에 의해 전류를 흘려야하는 상태에서 높은 저항성분으로 인해 손실이 그 만큼 발생한다. 즉, 항복전압과 저항은 서로 트레이드-오프 관계를 가지기 때문에 이를 극복하기 위한 다양한 시도들이 진행되어 왔다. 그 중 여기서는 소재의 한계 극복에 국한해 소개하고자 한다. 그림 3. (좌)물질에 따른 밴드갭 및 항복전계 특성. (우)항복전압 설계에 따른 요구 온저항 특성 그림 3의 좌측 그래프는 물질에 따른 밴드갭 값 및 변환된 항복전계 값을 나타낸 그래프이다. Si의 밴드갭은 1.1eV이고 여기 표시된 각각의 소재들은 다른 밴드갭을 나타낸다. 이 중, 가장 널리 Si를 대체할 소재로서 연구되고 제품화된 소재는 4H-SiC(3.3eV) 및 GaN(3.4eV)이다. 각각 밴드갭이 Si 대비 3배 이상 크기 때문에 소재 자체의 항복전압 특성이 우수하여 저항 설계에 이점을 갖는다. 이에 대해 그림3 우측에 반도체소자가 동작할 때의 저항값과 설계한 항복전압과의 상관관계를 나타낸 그래프에 주목해보자. 가령 1000V의 전압을 견디는 반도체를 제작했다고 가정하면, Si을 사용할 경우 앞서 언급한 저항층의 두께와 저항도를 고려할 때 100mΩ⦁cm2 이상의 저항값을 나타낼 수 밖에 없다. 반면, 4H-SiC 소재를 이용할 경우 0.5mΩ⦁cm2 수준으로 200배 가까이 낮출 수 있다. 이러한 장점을 갖는 넓은 밴드갭을 갖는 소재들을 기반한 전력반도체 개발이 주목을 받고 있다. SiC, GaN 이외에도 Ga2O3, AlN, Diamond에 이르는 울트라와이드 밴드갭을 갖는 소재들의 연구가 활발히 진행되고 있다. 그런데 이러한 고전압이 우리 일상에서 필요할까? 우리는 이미 이러한 고전압을 생활 속에서 경험하고 있다. 여기서 가장 대표적으로 전기자동차를 가져와 봤다.  그림 4. (좌)전기자동차 배러티 충전 및 사용장치 별 전력변환. (우)전압에 따른 자동차 충전 시간 그림4의 왼쪽 그림은 전기자동차 전력변환 시스템을 나타내고 있다. 앞서 살펴본 다양한 전력의 변환이 전체 시스템에 적용된 사례를 한 눈에 살펴볼 수 있다. 전기자동차는 현재 400V 및 800V 전압을 사용하는 배터리 시스템을 사용하고 있고, 용량은 60kWh에서 현재 80kWh 이상으로 증가돼 왔다. 즉, 800V 전압을 사용하는 전기자동차에 사용되는 배터리에서 나오는 직류는 오디오, 계기판 등 전자장치에 사용되는 전압(12 또는 24V)로 변환시켜줘야 하며, 모터 구동에 있어서는 교류로 바꿔줘야 한다. 또한, 높은 전압을 차용한 충전에서는 더욱 차별화가 나타나는데, 우측 그림에서와 같이 충전시간을 현저히 줄일 수 있다. 미국에서는 표준화처럼 쓰고 있는 테슬라의 슈퍼차저 시스템은 480V 충전을 지원한다. 반면, 국내 현대자동차가 출시한 아이오닉5 모델은 800V 충전 지원을 통해, 테슬라보다 1.6배 가량 충전시간을 단축할 수 있다. 전기자동차의 충전시간에 대한 고민은 모든 사용자가 갖고 있는 고민이고 빠른 충전시간은 전기자동차의 보급화에 크게 기여한다. 즉, 고전압을 이용한 시스템 설계는 효율성과 더불어 편의성도 가져올 수 있는 장점을 가진다.  여기서 800V 시스템에는 800V를 버티는 반도체를 쓰면 되는 것인가에 대한 고민을 할 수 있는데, 일반적으로 스위칭이 요구되는 전력변환에 있어 스위칭 및 충방전 동안 짧은 시간 동안의 심한 파형 변화가 불가피하게 나타난다. 이에 과도(Surge) 전압이 발생한다. 짧은 시간(수나노초)이지만 이로 인해 반도체에는 설계 전압보다 매우 큰 전압이 인가되고 이로 인해 소자 파괴에 이를 수 있다. 따라서 약 10~20% 이상의 전압 마진을 통해 설계하는 것이 일반적이며, 보통 800V 전압용으로는 1200V 내압특성을 갖는 반도체 소자가 사용된다. 즉, 고전압 설계는 일상 속에 이미 아래 그림과 같이 활용처가 매우 넓고 제품군 또한 매우 다양하다.  가전기기에서 상업용까지 쓰이지 않는 곳이 없는 이러한 전력반도체는 아이러니하게도 국산화된 기술을 통한 국내 자립도는 10%에도 미치지 못한다. 현재 전력반도체 분야를 주도하고 있는 국가로는 독일, 미국, 일본, 프랑스 등 국내 키 플레이어는 단 한 곳도 없는 실정이다. 소품종 대량생산에 초점이 맞춰져 있는 메모리 반도체 산업과는 달리 전력반도체는 소량 다품종 분야로서 기업마다 제각각인 전력용량을 맞춰야 하는 기업 입장에서는 필드엔지니어의 역할이 매우 중요하며, 고객사에 맞춤형 제품을 제공뿐만 아니라 설계 제안까지 할 수 있는 역량이 요구된다. 이러한 점 때문에 국내 기업이 아직 진출하지 못한 것도 수십 년 간 쌓아온 이러한 생태계에 맞춰 준비해야하는 어려움을 극복하는 것이 숙제로서 남아있기 때문이다. 그럼에도 메모리 분야 외 새로운 고부가가치 산업으로서의 전력반도체는 전망이 밝고 주목을 받고 있다. 스마트 해지고 더욱 지능화하는 전자기기 및 인공지능 시대에 요구되는 기술뿐만 아니라 모든 전자기기들의 근육이자 힘의 원천이 되는 전력반도체의 연구 개발 및 국내 자립도 증대는 또 다른 국내 연구자들의 숙제이자 목표로서 자리매김해 가고 있다. 그림 5. 전력반도체 분야 세계 기업 현황(2023년 YOLE 리포트) 4. 울트라와이드밴드갭 산화갈륨 기술 앞서 Si의 한계를 극복하기 위한 고에너지갭 소재가 갖는 장점들을 살펴보았다면, 실제 연구, 개발 사용화 사례를 다뤄보고자 한다. 첫 번째로 탄화규소(SiC)와 질화갈륨(GaN)에 대해 살펴보자. 탄화규소는 3.3eV 의 넓은 밴드갭과 높은 열전도 특성 (Si 대비 3배 이상)을 갖는다. 대전력 구동에서 높은 전류는 소자에 많은 열을 발생시키며 이러한 열을 빠르게 방출 시키기 위해서 소재의 열 방출 특성이 뛰어나고, 이를 뒷받침한 방열설계가 되어야 한다. 이러한 측면에서 SiC 는 최적의 소재라 할 수 있다. SiC의 Si 대체 가장 성공적인 상업화는 테슬라 Model 3의 인버터 탑재라 할 수 있다. 650V 내압 특성을 planar MOSFET을 이용하여 총 48개의 die를 병렬로 연결한 사례이다. 최근에는 구동계 말고도 충전시스템에 까지 적용 검토가 되고 있고 현대자동차를 비롯 많은 자동차 회사에서 SiC 모델 적용을 진행하고 있다.   GaN의 경우 SiC 대비 고내압 특성의 구조 제작에 어려움이 있으나 2차원전자가스층(Two-Dimensional Electron Gas, 2DEG)을 기반으로 초고속 스위칭이 가능한 High-Electron Mobility Transistor(HEMT) 소자 구현을 통해 5G통신 중계기, X-밴드, k-밴드든 광대역, 고주파용 응용기 가능하다. 특히, 고전력이 요구되는 RF소자에서 입출력 임피던스가 높아 정합회로 구현이 용이하고, 작은 칩면적 구현, Si 대비 주파수 특성이 우수하다. 마지막으로 산화갈륨에 대해 소개하고자 한다. 산화갈륨(Ga2O3)은 4.8eV-5.3eV의 매우 넓은 밴드갭을 갖고 있고 앞선 SiC 및 GaN과 가장 큰 차별점으로 Si과 같은 대구경 웨이퍼 잉곳(Ingot)기반의 소재 생산이 가능하다. 4인치 SiC 웨이퍼 한 장의 가격이 연구용으로 100만원 가까이 하고, GaN의 경우에도 50-80만원에 이르는 등 가격이 매우 높다. 이에 반해 산화갈륨의 생산성 측면에서는 매우 유리한데, 아직 연구 초기 단계로서 실질적인 웨이퍼 가격은 매우 고가이다 (2인치 기준 300만원). 그럼에도 불구하고 공정이 용이하고 초고전압 응용에 적합한 특성으로 국내외 연구진들의 불철주야 연구에 매진하고 있다. 상용화에 이르지 못한 현 시점에서 산화갈륨은 국외 의존도가 높은 전력반도체 시장에 국내 기업이 뛰어들 수 있는 기회라 할 수 있다. 원천기술에서부터 사용화 기술까지 이르는 대규모 정부 프로젝트가 현재 진행 중에 있다. 필자 또한 1200V급 산화갈륨 다이오드 및 트랜지스터 개발 과제를 산업통상자원부로부터 지원받아 개발에 참여하고 있다. 연구개발에 박차를 가해 국내 차세대 전력반도체 기술 개발이 세계적으로 선도 되기를 희망한다.  그림 6.(좌)테슬라 Model 3에 탑재된 메인 인버터의 24개 650V급 SiC MOSFET 탑재 사진. (우)400V 테슬라 Model 3 시스템의 650V SiC Planar MOSFET 기반 3상 모터 구동을 위한 구동계 인버터 모델 [3] 5. 결론 고효율 전력변환은 점차 커져가는 에너지 소비의 중요성과 더불어 저탄소 기술 구현에 필수 요건으로 자리매김 해 가고 있다. 전자제품에서부터 전기자동차, 전기항공/수상택시, 전기저장시스템, 발전소, 대형 선박, 기차, 항공 등 우리가 영위하고 있는 모든 기술에 전력변환은 필수 기술이다. 이러한 기술에 친환경, 에너지 효율 극대화라는 두 키워드는 반드시 짊어지고 가야할 숙제라 할 수 있다. 국내 기업의 자립도가 가장 낮은 반도체 분야인 전력반도체 분야에 적극적인 투자와 관심 그리고 기초연구와 함께 많은 노력을 전방위적으로 기울여야할 시기라고 할 수 있다. 국내 메모리 편중 시장에서 보다 넓은 시장으로 눈을 돌리며, 현재 국내 대기업들이 하나 둘 전력반도체 제품 개발에 뛰어드는 것을 지켜보며 성공적으로 안착하길 기대해 본다. 참고문헌 [1] https://www.semicon.sanken-ele.co.jp/en/guide/powersemicon.html [2] https://www.yolegroup.com/strategy-insights/power-electronics-meeting-the-shift-towards-electrification-and-renewable-energy-trends/ [3] https://www.pgcconsultancy.com/post/examining-tesla-s-75-sic-reduction 다음글 장주기 쌍성에서 발견된 뉴턴-아인슈타인 표준중력의 붕괴: 천체물리와 우주론에서의 과학혁명 이전글 칼코겐 화합물의 특성과 차세대 반도체 응용 목록

세종투데이 주요연구 주요연구 칼코겐 화합물의 특성과 차세대 반도체 응용 2024-10-10 hit 371 칼코겐 화합물의 특성과 차세대 반도체 응용 반도체시스템공학과 엄태용 교수 1. 서론 차세대 반도체 및 메모리 소자에서 칼코겐 화합물은 핵심적인 역할을 할 것으로 기대되고 있다. 반도체 기술의 발전은 소자의 미세화, 고성능화, 저전력화를 요구하며, 이를 위해 새로운 재료와 이를 이용한 소자의 개발이 필수적이다. 칼코겐 화합물은 이러한 요구를 충족시키는 데 있어 중요한 역할을 한다.  예를 들어, 상변화 메모리(PCM)는 칼코겐 화합물의 가역적인 상변화 특성을 이용하여 비휘발성 메모리를 구현함으로써 기존 메모리 기술의 한계를 극복할 수 있는 대안으로 주목받아 왔다. 또한, Ovonic Threshold Switching (OTS) 소자는 칼코겐 화합물의 임계 전압 (Vth) 특성을 활용하여 저항변화 메모리 셀의 선택소자 역할을 수행하며 고집적 메모리 어레이에서의 누설 전류 문제를 해결할 수 있을 것으로 기대된다.  2차원의 전이금속 칼코겐 화합물(Transition Metal Dichalcogenides, TMDCs)과 산화칼코겐화합물(Oxychalcogenides)은 높은 전하 이동도로 차세대 논리 소자의 채널 재료로 주목받고 있으며, 칼코겐 화합물의 독특한 전기적 특성을 이용하여 뉴로모픽 소자, 센서 등 다양한 응용 분야에서 혁신적인 소자를 개발할 수 있을 것으로 예상된다. 칼코겐 화합물이 주목받는 이유는 이들이 독특하게 가지는 유용한 특성 때문이다. 첫째, 전기적 특성의 폭넓은 조절이 가능하다. 금속성, 반도체성, 절연성 등 다양한 전기적 특성을 나타낼 수 있어 소자의 기능에 따라 재료를 선택하고 조절할 수 있다. 둘째, 상변화 및 임계 스위칭 특성을 가진다. 일부 칼코겐 화합물은 온도나 전기장에 따라 비정질상과 결정상 사이의 상변화를 보이며, 이는 메모리 소자와 스위칭 소자에 활용된다. 셋째, 2차원 구조 형성이 가능하다. 칼코겐 화합물 중 일부는 원자층 수준의 얇은 2D 구조를 형성할 수 있어 고이동도 전자 소자에 적용된다. 마지막으로, 재료 공학적 조절이 용이하다. 조성 및 구조의 변화를 통해 물리적, 전기적 특성을 정밀하게 조절할 수 있어 맞춤형 소자 개발이 가능하다. 그림 1. 칼코겐 화합물의 특성과 차세대 반도체 소자에서의 응용 분야를 나타낸 개념도 따라서 이 글에서는 칼코겐 화합물의 독특한 전기적 특성과 구조적 특성을 살펴보고, 이를 기반으로 차세대 반도체 소자 개발의 방향성을 제시하고자 한다. 2. 칼코겐 화합물의 개념과 특성 칼코겐 화합물은 주기율표 16족에 속하는 칼코겐 원소인 황(S), 셀레늄(Se), 텔루륨(Te)이 금속 또는 준금속 원소와 결합하여 형성되는 화합물을 지칭한다. 산소(O)도 같은 족에 속하지만, 칼코겐 원소는 산소에 비해 전기음성도가 낮아 결합은 이온성보다 공유 결합성이 더 강하다. 또한, d 오비탈이 반응에 참여하여 다양한 산화 상태가 존재하는 등 산화물과는 구분되는 특성을 보여 별도의 화합물로 분류한다. [1] 칼코겐 화합물의 전기적 특성은 주로 결정 구조와 결합 특성에 의해 결정된다. 결정 구조는 원자들의 배열과 대칭성이 에너지 밴드 구조에 영향을 주어 전기적 특성을 결정한다. 또한, 공유 결합, 이온 결합, 반데르발스 결합 등의 비율과 강도는 재료의 전기 전도성과 반도체 특성에 영향을 미친다. 특히, 칼코겐 화합물이 주목받는 상변화 특성과 OTS 특성은 이러한 결합 종류 간의 비율에 따라 결정된다. [2] 그림 2. 칼코겐 화합물의 특성 (a) 상전이 특성 (b) OTS 특성 2.1 상변화 특성 칼코겐 화합물은 열적 또는 전기적 자극에 의해 비정질상과 결정상 사이의 가역적인 상변화를 보인다. 비정질상은 원자 배열이 무질서한 상태로 높은 저항을 가지며, 결정상은 규칙적인 원자 배열로 낮은 저항을 가진다. [3] 상변화 메커니즘은 주로 원자 이동과 재배열에 의해 이루어지며, 이는 전기적 특성의 급격한 변화를 초래한다. 상변화는 수백 ns 수준의 빠른 속도로 일어날 수 있어 고속 메모리 소자 구현이 가능하다. 또한, 상변화 과정에서의 열적 안정성은 데이터 보존과 소자의 수명에 영향을 미치며, 재료 조성 및 구조 조절을 통해 최적화할 수 있다. 대표적인 상변화 재료로는 Ge2Sb2Te5(GST)가 있으며, 이는 상변화 메모리에서 가장 널리 사용되는 재료로 빠른 상변화 속도와 안정적인 동작 특성을 가진다. 2.2 OTS 특성 OTS특성은 특정 임계 전압(Vth) 이하에서는 높은 저항 상태를 유지하다가, 임계 전압을 초과하면 급격히 낮은 저항 상태로 전환되는 특성을 말한다. 이러한 비선형 전류-전압 특성은 메모리 어레이에서 누설 전류를 억제하고 선택성을 향상시키는 데 활용된다. 임계 전압 이상에서는 칼코겐 원소의 결합이 전계에 의해 이동하면서 금속성을 가지게 되거나 비공유 전자쌍이 활성화되어 전하의 이동을 도와 많은 전류를 흐르게 된다. [4] 대표적인 임계 스위칭 재료로는 SiAsTe, GeSe 등이 있으며, OTS 소자에서 임계 스위칭 특성을 나타내는 재료로 연구되고 있다. 2.3 2차원 칼코겐 화합물 칼코겐 화합물의 특별한 형태로 2D 칼코겐 화합물이 있다. 이는 단일 또는 몇 개의 원자층 두께를 가지는 층상 구조를 가지며, 대표적으로 TMDC가 있다. TMDC는 전이 금속 원소(M)와 칼코겐 원소(X)의 화합물로, 일반적인 화학식은 MX2이며, 각 층은 M 원자가 X 원자에 의해 샌드위치된 구조를 가진다. 층과 층 사이에는 약한 반데르발스 힘이 작용하여 2D 구조를 형성한다. TMDC의 밴드 구조는 단일층에서 직접 밴드갭을 가지며, 이는 광학적 응용에서 중요한 역할을 한다. 층수가 증가하면 간접 밴드갭으로 전이되며, 이는 전기적 및 광학적 특성에 영향을 미친다. 전기적 특성 측면에서, MoS2, WS2 등은 넓은 밴드갭을 가지는 반도체로, 고온에서의 안정성과 높은 전자 이동도를 가진다. 반면, TiSe2, VSe2 등은 금속성을 나타내며 전극 재료로 활용될 수 있다. NbSe₂ 등은 저온에서 초전도성을 보여 양자 소자에 응용 가능하다. 전하 이동도 측면에서, 2D 구조로 인해 전하 운반자의 산란이 감소하여 높은 이동도를 나타내며, 이는 빠른 스위칭과 낮은 전력 소모를 가능하게 한다. 또한, 외부 전기장, 기계적 변형(strain), 화학적 도핑 등을 통해 밴드갭과 전기적 특성을 조절할 수 있어 다양한 응용 분야에서의 맞춤형 소자 개발이 가능하다. 3. 칼코겐 화합물을 이용한 반도체 소자 칼코겐 화합물은 독특한 특성 때문에 전자, 광학, 열전, 에너지 소자 등에서 고루 사용되고 있으며, 특히 반도체에서 메모리 및 로직 IC의 차세대 기술을 구현하는 데 필수적인 역할을 할 것으로 예상된다. 3.1 메모리 소자 3.1.1 Phase Change Memory (PCM) 차세대 메모리 소자인 PCM은 칼코겐 화합물의 상변화 특성을 이용하여 데이터를 저장하는 비휘발성 메모리이다. [5] 메모리 동작 원리는 칼코겐 화합물에 낮은 전류 펄스를 인가하여 결정상(낮은 저항 상태)으로 전환시키는 SET 동작과, 강한 전류 펄스를 짧은 시간 동안 인가하여 비정질상(높은 저항 상태)으로 전환시키는 RESET 동작을 통해 정보를 저장한다. 구체적으로 SET 동작은 낮은 전류 펄스를 인가하여 상변이 물질을 결정화 온도 이상, 녹는점 이하의 온도로 가열하여 결정화를 진행시킨다. RESET 동작은 강한 전류 펄스를 인가하여 상변이 물질을 녹는점 이상으로 가열한 후 급속 냉각하여 비정질 상태로 만든다. 이때, RESET 동작에서 높은 전류가 필요하며, 이는 전력 소모와 열 간섭 문제를 야기할 수 있다. 재료 및 특성 측면에서, GST는 빠른 상변화 속도와 안정적인 동작으로 가장 널리 사용된다. 장점으로는 높은 스위칭 속도와 안정적인 사이클 내구성이 있지만, 상대적으로 높은 전력 소모와 낮은 상변화 온도로 인해 데이터 보존에 한계가 있을 수 있다. 도핑된 GST는 N, C 등의 도핑을 통해 열적 안정성과 데이터 보존 특성을 개선한다. GeSb 합금은 빠른 스위칭 속도와 낮은 전력 소모를 보여 차세대 PCM 재료로 연구되고 있다. PCM의 장점으로는 빠른 속도, 높은 내구성, 다중 레벨 저장 등이 있다. 그림 3 상전이 메모리 소자 (a) 소자 구조 (b) 소자 단면 TEM 이미지 (c) 전기적 특성 3.1.2 Ovonic Threshold Switching (OTS) OTS 소자는 임계 스위칭 특성을 가져 저항변화 메모리 어레이에서 메모리 셀을 선택적으로 액세스하기 위한 셀렉터 소자로 활용이 가능하다. 동작 원리는 임계 전압 이하에서는 높은 저항을 유지하여 누설 전류를 억제하고, 임계 전압을 초과하는 전압이 인가되면 급격히 낮은 저항 상태로 전환되어 전류가 흐를 수 있다. 전압이 감소하여 홀드 전압 이하로 내려가면 다시 OFF 상태로 복귀한다. 재료 및 특성 측면에서, Se 기반 칼코겐 화합물은 높은 열적 안정성과 넓은 밴드갭으로 누설 전류를 감소시킨다. Te 기반 칼코겐 화합물은 낮은 임계 전압으로 저전력 구동이 가능하지만, 열적 안정성이 낮을 수 있다. 다원 칼코겐 화합물은 Si, Ge, As, Se, Te 등의 조합으로 재료 특성을 최적화한다. OTS 소자의 장점으로는 높은 선택성과 빠른 동작 속도를 보여 단순한 구조의 메모리 어레이를 구현할 수 있다. 그림 4 OTS 소자 (a) 단위 소자 적층 구조 (b) Crossbar array 구조 (c) 전기적 특성   3.1.3 Selector Only Memory (SOM) SOM 소자는 셀렉터와 메모리 기능을 하나의 칼코겐 화합물 층에 통합하여 소자의 구조를 단순화하고 성능을 향상시킨다. 동작 원리는 전압의 극성 변화나 전류 제어를 통해 OTS 특성을 일으키는 임계 전압을 조절하여 데이터를 저장하며, 이 상태를 유지하여 비휘발성 메모리로 동작한다. [6, 7] 이 소자는 하나의 칼코겐 화합물 층이 셀렉터 기능과 메모리 기능을 동시에 수행하여 전극-칼코겐 화합물-전극 단층 샌드위치 크로스바 어레이 구조를 통해 메모리 소자를 구현할 수 있다. 이 소자의 개발은 OTS 소자에서 발생하던 임계전압의 이동 현상을 메모리 특성으로 이용한 것으로, OTS 기술과 많은 부분이 유사하다. 재료 및 제조 기술 측면에서, GeSe 기반의 칼코겐 화합물이 낮은 임계 전압과 높은 내구성으로 SOM에 적합하며, SiGeAsTe와 같은 Te 계열의 칼코겐 화합물도 연구되고 있다. SOM의 장점으로는 구조 단순화와 빠른 동작 속도, 에너지 효율성, 긴 소자 수명 등이 있다. 특히 PCM 대비 낮은 동작 전압으로 인해 주변 메모리 셀에 대한 열 간섭이 적어 고집적을 달성하기 유리하며, 고온 동작과 물질의 이동이 수반되지 않기 때문에 동작에 의한 소자의 열화 발생이 적다. 그림 5 SOM 소자 (a) 소자 구조 (b) 소자 단면 TEM 이미지 (c) 전기적 특성 3.2 Logic IC용 High Mobility TFT 소자 고이동도 박막 트랜지스터(TFT)는 디스플레이, 센서, 논리 소자 등에서 핵심적인 역할을 하며, 칼코겐 화합물을 채널 재료로 사용하여 성능을 향상시킬 수 있다. 가장 대표적인 TMDC인 MoS2는 단일층에서 벌집 구조를 가지며, S-Mo-S의 삼중층으로 구성된다. 전기적 특성으로 단일층에서 직접 밴드갭을 가지며, 높은 전자 이동도(최대 200 cm2/Vs 이상)를 나타낸다. 이러한 높은 전하 이동도는 빠른 스위칭과 낮은 전력 소모를 가능하게 하며, 얇은 두께와 기계적 유연성, 높은 광투과성으로 플렉서블 디스플레이, 웨어러블 센서 등에 적용 가능하다. 4. 도전 과제 및 최신 연구 현황 4.1 Memory 소자 도전 과제 및 최신 연구  PCM 소자는 우수한 특성에도 불구하고 전력 소모, 열적 안정성, 집적도 향상 등의 과제가 있다. 특히 RESET 동작 과정에서 높은 전류가 필요하여 전력 효율 개선이 필요하며, 이때 발생한 열에 의해 열 간섭이 발생해 저장 데이터와 소자 수명의 열화가 발생하는 문제가 있다. 하지만 소자의 집적도가 증가함에 따라 열 간섭 문제가 더욱 심화되고 있다. OTS 소자는 임계 전압 제어, 내구성 향상 등의 과제가 있다. 소자의 동작에 따라 Vth의 이동이 발생해 이를 방지할 수 있는 재료를 개발해야 하며, 내구성 향상을 위해 반복적인 스위칭에도 특성이 유지되도록 개선이 필요하다. SOM 소자는 동작 원리가 PCM이 가지고 있는 발열 문제와 OTS가 가지고 있는 Vth의 이동 문제에서 비교적 자유롭다. 그러나 재료 특성 최적화를 위해 임계 전압의 안정성과 내구성을 향상시키기 위한 연구가 필요하다. 최근 연구에서는 재료 조성 최적화, 증착 기술의 발전, 소자 구조 혁신, 신뢰성 향상 등이 이루어지고 있다. 재료 조성 최적화 측면에서, GeSe 기반 재료는 Ge와 Se의 비율을 조절하여 임계 전압과 내구성을 최적화하는 연구가 진행되고 있으며, 다원 합금으로 Si, Ge, As, Se 등의 원소를 조합하여 열적 안정성과 스위칭 특성을 개선하는 연구도 진행되었다. [8] 소자 구조 측면에서 수직 구조(VSOM)를 통해 3D 적층을 구현하여 고집적 메모리 어레이를 개발하고, 저장 용량을 향상시키는 연구가 진행되고 있다. 증착 기술 측면에서는 선택적 ALD를 활용하여 선택적으로 박막을 형성하고, 3D 구조의 구현을 용이하게 하고 있다. 이때 저온 증착을 통해 비정질 상태를 유지하는 것이 중요하다. 관련하여 칼코겐 화합물의 ALD는 칼코겐 실리콘 화합물 전구체의 리간드 주도 교환 반응을 통해 GeTe, GeSe, SbTe, GST 비정질 박막의 공정이 연구되어 VSOM 소자에 적용 가능성이 연구 중이다. [9-12] 그림 6 SOM 소자의 향후 개발 과제 4.2 High Mobility TFT 소자 도전 과제 및 최신 연구 최근 연구에서는 표면 상태 개선, 이종접합 구조 개발, 소자 안정성 향상 등에 대한 과제가 있다. 2D 반도체는 수직 방향으로 결합을 하지 않는 특성으로 금속 전극 연결이 용이하지 않다. 이를 해결하기 위해 표면의 화학적 처리, 계면 층 삽입 등이 연구되고 있다. 이종접합 구조 개발 측면에서 TMDC와 같은 2D 반도체 소재에 3D 유전막이 접속하면 계면에 전자 상태가 형성되어 2D 반도체 소재의 특성을 열화시킬 수 있어 h-BN과 같은 2D 유전막 집적에 대한 연구가 진행되고 있다. 소자 안정성 향상 측면에서, 쉽게 산화되는 특성을 보완하기 위한 보호층 등을 개발하여 안정적인 동작 성능을 확보하는 것이 필요하다. 관련하여 최근 연구된 물질인 Bi2O2Se와 Bi2SeO5는 층상 구조를 가지는 2D 칼코겐 화합물로, 금속산화물층과 칼코겐 층이 반복적으로 존재하며 층과 층 사이가 반데르발스 힘으로 상호작용한다. 여기서 Bi2O2Se는 높은 전자 이동도를 보이는 반도체 물질이며, Bi2SeO5는 채널의 특성 저하가 없는 고유전 박막(High-k)으로 활용이 가능하다. [13] 이 물질은 기존에 Exfoliation이나 반도체에서 사용되지 않는 STO 또는 Mica 단결정 기판에서 CVD 성장만이 가능했지만, 최근 SiO2 기판 등에 ALD 방식으로 증착된 결과가 보고되었다. [14] 5. 결론 칼코겐 화합물은 그 독특한 전기적 특성과 구조적 다양성으로 인해 반도체 소자에서 혁신적인 가능성을 제공한다. 지속적인 연구와 기술 개발을 통해 칼코겐 화합물은 차세대 반도체의 핵심 재료로 부상하고 있으며, 미래의 정보 사회에서 중요한 역할을 할 것으로 기대된다. 이러한 연구 노력은 인공지능, 사물인터넷, 자율주행 등 미래 기술의 핵심 요소인 고성능, 저전력 반도체 소자의 개발을 촉진할 것이며, 이는 산업 전반과 우리의 일상생활에 혁신적인 변화를 가져올 것이다. 6. 참조 [1] F. Jellinek, "Transition metal chalcogenides. relationship between chemical composition, crystal structure and physical properties," Reactivity of Solids, vol. 5, no. 4, pp. 323-339, 1988, doi: 10.1016/0168-7336(88)80031-7. [2] D. Lencer, M. Salinga, B. Grabowski, T. Hickel, J. Neugebauer, and M. Wuttig, "A map for phase-change materials," Nat. Mater., vol. 7, no. 12, pp. 972-977, 2008, doi: 10.1038/nmat2330. [3] A. V. Kolobov, P. Fons, A. I. Frenkel, A. L. Ankudinov, J. Tominaga, and T. Uruga, "Understanding the phase-change mechanism of rewritable optical media," Nat. Mater., vol. 3, no. 10, pp. 703-708, 2004, doi: 10.1038/nmat1215 http://www.nature.com/nmat/journal/v3/n10/suppinfo/nmat1215_S1.html. [4] M. Zhu, K. Ren, and Z. Song, "Ovonic threshold switching selectors for three-dimensional stackable phase-change memory," MRS Bull., vol. 44, no. 9, pp. 715-720, 2019, doi: 10.1557/mrs.2019.206. [5] S. R. Ovshinsky, "Reversible Electrical Switching Phenomena in Disordered Structures," Phys. Rev. Lett., vol. 21, no. 20, p. 1450, 1968. doi: 10.1103/PhysRevLett.21.1450. [6] S. Hong et al., "Extremely high performance, high density 20nm self-selecting cross-point memory for Compute Express Link," in 2022 International Electron Devices Meeting (IEDM), 3-7 Dec. 2022 2022, pp. 18.6.1-18.6.4, doi: 10.1109/IEDM45625.2022.10019415. [7] I. M. Park et al., "Enhanced Endurance Characteristics in High Performance 16nm Selector Only Memory (SOM)," in 2023 International Electron Devices Meeting (IEDM), 9-13 Dec. 2023 2023, pp. 1-4, doi: 10.1109/IEDM45741.2023.10413748. [8] T. Ravsher et al., "Polarity-Induced Threshold Voltage Shift in Ovonic Threshold Switching Chalcogenides and the Impact of Material Composition," phys. status solidi (RRL) – Rapid Research Letters, vol. 17, no. 8, p. 2200417, 2023, doi: https://doi.org/10.1002/pssr.202200417. [9] V. Pore, T. Hatanpää, M. Ritala, and M. Leskelä, "Atomic Layer Deposition of Metal Tellurides and Selenides Using Alkylsilyl Compounds of Tellurium and Selenium," J. Am. Chem. Soc., vol. 131, no. 10, pp. 3478-3480, 2009, doi: 10.1021/ja8090388. [10] T. Eom et al., "Conformal Formation of (GeTe2)(1–x)(Sb2Te3)x Layers by Atomic Layer Deposition for Nanoscale Phase Change Memories," Chem. Mater., vol. 24, no. 11, pp. 2099-2110, 2012, doi: 10.1021/cm300539a. [11] T. Eom et al., "Combined Ligand Exchange and Substitution Reactions in Atomic Layer Deposition of Conformal Ge2Sb2Te5 Film for Phase Change Memory Application," Chem. Mater., vol. 27, no. 10, pp. 3707-3713, 2015, doi: 10.1021/acs.chemmater.5b00805. [12] S. Yoo, C. Yoo, E.-S. Park, W. Kim, Y. K. Lee, and C. S. Hwang, "Chemical interactions in the atomic layer deposition of Ge–Sb–Se–Te films and their ovonic threshold switching behavior," J. Mater. Chem. C, vol. 6, no. 18, pp. 5025-5032, 2018, doi: 10.1039/C8TC01041B. [13] T. Li and H. Peng, "2D Bi2O2Se: An Emerging Material Platform for the Next-Generation Electronic Industry," Accounts of Materials Research, vol. 2, no. 9, pp. 842-853, 2021, doi: 10.1021/accountsmr.1c00130. [14] H. Park et al., "Direct Growth of Bi2SeO5 Thin Films for High-k Dielectrics via Atomic Layer Deposition," ACS Nano, vol. 18, no. 33, pp. 22071–22079, 2024, doi: 10.1021/acsnano.4c05273. 다음글 고효율 전력변환을 위한 전력반도체 기술 이전글 이전글이 없습니다. 목록

세종피플 교수 교수 바이오산업자원공학과 김현욱 교수, 식물학 분야 국제 학술지 Plant & Cell Physiology 표지 논문 선정 2024-11-20 hit 376 ▲김현욱 교수, 제1 저자 박믿음 대학원생 바이오산업자원공학과 김현욱 교수팀의 연구 논문이 국제 학술지 Plant & Cell Physiology의 2024년 9월호 표지 논문으로 선정됐다. Plant & Cell Physiology는 생명공학 및 식물 과학 분야의 저명한 학술지로, 식물 분야 상위 17.9%의 높은 영향력을 가졌다. 이번 연구는 들깨 기름에 건강기능성 오메가3 지방산인 알파 리놀렌산 함량이 60%로 높은 이유를 분자 수준에서 규명했다.  김현욱 교수팀은 들깨에 감마선을 처리하여 돌연변이를 선발하는 과정에서 오메가3 지방산 함량이 낮아진 계통들을 발견했다. 그 과정에서 현재 지배종인 들깨가 4배체로 오메가3 지방산을 합성하는 다중불포화지방산 합성 유전자인 FAD3가 유전체에 두 개 존재함을 확인했다. 또한, 유전자 교정 기술인 크리스퍼-캐스9(CRISPR/Cas9)을 활용하여 두 개의 FAD3 유전자의 기능을 없앰으로써 오메가3 지방산이 없는 들깨 계통을 개발하는 데 성공했다. 연구 결과,는 현재 재배 중인 4배체 들깨가 오랜 시간 전 야생 2배체 들깨(P. citriodora) 간의 교배를 통해 형성된 것으로 밝혀졌다. 더불어 2배체 들깨는 FAD3 유전자가 하나만 존재해 오메가3 지방산 함량이 낮았으나, 들깨가 4배체로 진화하는 과정에서 FAD3 유전자가 두 개로 증가하면서 오메가3 지방산 함량이 높아졌음을 확인할 수 있었다.  김현욱 교수는 “본 논문의 제1 저자인 박믿음 학생(바이오산업자원공학과 박사과정·20)과 들깨 형질전환에 도움을 주신 동아대 허재복 교수께 깊은 감사를 드린다. 앞으로도 식물 지방산 분야에서 새로운 연구를 지속적으로 이어 나가고 싶다”고 말했다. 취재/ 홍가연 홍보기자(gyhong1211@naver.com) 다음글 건설환경공학과 진승섭 교수팀, 국토교통부 주최 스마트건설 챌린지 도로 분야 혁신상 수상 이전글 컴퓨터공학과 문현준 교수, Artificial Intelligence & Image Processing 분야 ‘세계 상위 2% 과학자’ 선정 목록

세종피플 교수 교수 컴퓨터공학과 문현준 교수, Artificial Intelligence & Image Processing 분야 ‘세계 상위 2% 과학자’ 선정 2024-11-26 hit 294 ▲세계 상위 2% 과학자 선정 컴퓨터공학과 문현준 교수가 미국 스탠퍼드 대학과 연구논문 출판기업 엘스비어(Elsevier)가 공동 발표한 ‘세계 상위 2% 과학자’에 선정됐다. ‘세계 상위 2% 과학자’는 미국 스탠퍼드 대학이 22개 주요 학문 분야와, 174개 세부 분야에서별 최소 5편 이상의 논문을 발표한 연구자 중에서 학술논문 데이터베이스 스코퍼스(SCOPUS)의가 산출한 논문 피인용도를에 따른 영향력을 기준으로 선정한다. 문현준 교수는 Artificial Intelligence & Image Processing 분야에서 상위 1.41%를 기록하며 세계 상위 2% 과학자에 선정됐다.  문 교수는 30년간 동안 컴퓨터비전/패턴인식, 인공지능/빅데이터 분야에서 활발한 연구 활동을 이어왔으며,  연구 활동을 이어온 베테랑 연구자이다. 그는 인공지능 분야 SCI 논문 을 154편을 게재하고 게재했고, SCI 논문의 총 인용 횟수는 11,781회의 인용 횟수를 기록하고 있다.이다. 특히, 세계 최초의 얼굴∨인식 DARPA 프로젝트(FERET, FRVT) 관련 논문 “The FERET evaluation methodology for face recognition algorithms”는 IEEE PAMI에 게재됐으며, 현재까지 6,722회 인용돼 해당 분야의 사실상 표준(De Facto Standard)으로 활용되고 있다.  문 교수는 선정 소감으로 “지난 30년간 얼굴 인식과 인공지능 분야에서 연구해 온 성과가 Top Researcher 선정으로 이어져 큰 영광으로 생각한다. 특히 FERET 평가 방법론 논문이 De Facto Standard로 자리 잡아 6,722회 인용된 것은 그간의 연구가 학문적, 산업적으로 크게 이바지했음을 보여주는 것 같다. 앞으로도 끊임없이 혁신적인 연구를 하며 인공지능과 컴퓨터 비전 분야의 발전에 기여하겠다”고 소감을 밝혔다. 취재/ 이유빈 홍보기자(iyreason@naver.com) 다음글 바이오산업자원공학과 김현욱 교수, 식물학 분야 국제 학술지 Plant & Cell Physiology 표지 논문 선정 이전글 경제학과 이혁진 교수, SSCI 상위 0.8% Sustainable Development 편집위원 선임 목록

세종피플 교수 교수 경제학과 이혁진 교수, SSCI 상위 0.8% Sustainable Development 편집위원 선임 2024-11-27 hit 349 ▲이혁진 교수 경제학과 이혁진 교수가 국제 학술지 Sustainable Development의 편집위원으로 선임됐다. ‘Sustainable Development’는 SSCI 상위 0.8%의 학술지로, 지속 가능성과 관련된 광범위한 주제를 다룬다. 특히 환경, 경제, 사회적 지속 가능성을 중심으로 다학제적인 연구를 게재하며, 연구자, 정책 입안자, 기업 및 비영리단체가 실질적인 해결책을 모색할 수 있는 학문적 플랫폼을 제공하고 있다. 이 교수는 지속 가능성과 관련된 경제적, 사회적, 환경적 문제를 연구하며, 특히 기업의 ESG 경영, Net Zero 전략, 기후변화가 경제와 사회에 미치는 영향을 분석하는 데 초점을 두고 있다. 최근에는 AI 기술이 지속 가능성 및 소비자 행동에 미치는 영향을 탐구하며, 미래 경제와 지속 가능한 발전의 교차점을 연구하고 있다. 이 교수는 최근 ‘Does corporate ESG, an essential factor for overcoming the climate crisis, affect sustainability: The effects of psychological distance and purchase intention’이라는 제목의 연구논문을 JIF percentile 상위 1.1%, Impact Factor 12.5인 학술지 ‘Business Strategt and the Environment’에 단독 저자로 출판했다. 이 연구는 환경과 행동경제학의 근간을 토대로 한 실증 연구로, 기업 ESG 활동의 실제적 효과를 명확하고 투명하게 전달하는 것이 중요하다는 점을 밝혔다. 이 교수의 연구들은 △Business Strategy and the Environment (상위 1.1%, IF 12.5) △Sustainable Production and Consumption (상위 3.6%, IF 10.9) △Sustainability (IF 3.3) △Frontiers in Energy Research (IF 3.4) △Applied Economics (IF 1.8)와 같은 국제적으로 인정받는 저널에 게재되어 학계와 실무 모두에서 긍정적인 평가를 받고 있다. 이혁진 교수는 “편집위원으로서 학술지가 다양한 연구자들의 혁신적이고 실질적인 연구를 통해 지속 가능성 문제를 해결하는 데 기여할 수 있도록 돕고자 한다. 특히, 기후 변화, ESG, 소비자 행동과 같은 분야에서 새로운 통찰을 제공하는 연구들이 학문적 가치를 인정받고, 실질적인 정책 및 경영 전략에 반영될 수 있도록 노력할 것이다. 이를 통해 학계와 정책 입안자, 그리고 기업들이 더 나은 결정을 내릴 수 있는 학문적 기반을 마련하는 데 일조할 수 있기를 기대한다”고 소감을 밝혔다. 취재/ 문준호 홍보기자(mjh30279@naver.com) 다음글 컴퓨터공학과 문현준 교수, Artificial Intelligence & Image Processing 분야 ‘세계 상위 2% 과학자’ 선정 이전글 한국실용무용학회, 제5회 추계학술대회 성료 및 강원래 교수 안무저작권료 기부 목록

세종피플 교수 교수 경제학과 이종은 교수, 제11차 NEAR WATCH Forum에서 발표 2024-12-09 hit 174 ▲ 현장 사진 ▲보고서 사진 경제학과 이종은 교수가 지난 11월 12일 대한상공회의소에서 열린 제11차 NEAR(North East Asia Research) WATCH Forum에서 "트럼프 대통령 2기 세계경제전략과 한국의 대응"을 주제로 발표했다. (NEAR Foundation I 니어재단) NEAR 재단은 2007년에 설립된 국제 정세 문제를 연구하는 한국의 대표적인 민간 독립 싱크탱크로, 주기적으로 한국 외교·안보 전략을 다루는 NEAR WATCH Forum을 주최하고 있다. 이번 포럼은 2024 미국 대선 특별 세미나로, ‘미국 새 행정부의 세계 전략과 한국의 대응’을 주제로 개최되었다. 이 교수는 발표에서 트럼프 행정부 1기의 성공 요인을 자국민 보호와 고용 중시 정책으로 분석하며, 2기의 정책 방향을 예측하고 한국의 대응 전략을 제시했다. 그는 단순히 미국의 정치·경제 상황 분석에 그치지 않고, 미국의 정책 변화가 한국 경제에 미치는 영향을 분석하고 효과적인 대응 전략을 모색하는 데 초점을 뒀다. 이 교수의 발표는 △미국의 고용이 의미하는 것들 △트럼프 행정부 1기의 본질 △트럼프 대통령 2기의 정책 △한국의 대외정책 △한국의 대내 정책 순으로 이루어졌으며, 각계에서 참석한 200여 명의 청중과 활발히 소통하며 외교, 안보, 경제, 철학 전반에 걸쳐 심도 깊은 토론을 이어갔다. 이종은 교수는 ”남들이 트럼프 대통령을 우스운 캐릭터로 폄하한다고 해서 심층 연구해야 할 거대 담론을 파편화시키는 것에서 여론 조작이 시작된다. 많은 주제를 통섭적으로 청중들께 전달할 수 있어 의미 있는 시간이었고, 주제별로 더 많은 연구가 이루어지고 국가전략과 철학이 도출되길 바란다”고 전했다. 취재/ 문준호 홍보기자(mjh30279@naver.com) 다음글 한국실용무용학회, 제5회 추계학술대회 성료 및 강원래 교수 안무저작권료 기부 이전글 정보보호학과 이종혁 교수, 제 106차 정보통신표준총회에서 우수위원회 수상 목록

세종피플 교수 교수 전자정보통신공학과 김재호 교수 연구팀, 한국통신학회 하계종합학술발표대회 우수 논문 선정 2024-12-12 hit 306 ▲김재호 교수 연구팀 전자정보통신공학과 김재호 교수 연구팀의 연구 논문이 한국통신학회 하계종합학술발표대회에서 우수 논문으로 선정됐다. 한국통신학회는 ICT 분야의 학술/산업의 선도적인 역할을 수행하는 국내 최고의 학회로  매년 하계종합학술발표대회를 통해 ICT 분야의 최신 연구 동향과 기술 혁신을 공유하고 있다. 이번 연구는 생성형 AI를 활용해 아동 교육용 개인 맞춤형 이미지 기반 영어 동화책 서비스를 제안했다. 이는 아동이 그린 그림을 입력받아 생성형 AI로 시청각 요소로 생성하고, 이를 결합해 인터랙티브 동화책 서비스를 구현하는 것이다.  김재호 교수팀은 동화책 내용, 삽화, 효과음 등 동화책의 디지털 콘텐츠를 생성하기 위해 GPT-3.5 Turbo, Stable Diffusion, AudioLDM2 등 다양한 최신 생성형 AI 모델을 사용했다. 이러한 시스템은 아동의 그림을 바탕으로 시청각 효과가 결합된 동화책을 제작해 아동의 상상력과 창의성 향상에 기여할 것으로 기대된다. 또한, 다국어 지원이 가능한 TTS 기능을 활용해 아동 언어 교육에도 긍정적인 효과를 미칠 것으로 예상된다.  김 교수는 “연구원들의 끊임없는 노력과 열정이 만들어 낸 성과가 좋은 평가를 받아 매우 기쁘다”고 말했다.  제1 저자 이소현(전자저보통신공학과·21) 학생은 “김 교수님의 훌륭한 지도와 연구실 선배들의 많은 도움 덕분에 좋은 결과를 낼 수 있었다. 앞으로도 꾸준한 연구 활동을 통해 우수한 성과를 낼 수 있도록 노력하겠다”고 소감을 전했다. 취재/ 홍가연 홍보기자(gyhong1211@naver.com) 다음글 정보보호학과 이종혁 교수, 제 106차 정보통신표준총회에서 우수위원회 수상 이전글 인공지능데이터사이언스학과 Muhammad Syafrudin, Norma Latif Fitriyani 교수팀, ‘Computers and Electronics in Agriculture’에 논문 게재 목록