세종투데이 세종특강 세종특강 [창업과 기업가 정신1] 뷰티앤케이 최정우 대표, 강연 진행 2024-12-12 hit 114 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 GWTC-2 데이터를 이용한 쌍 블랙홀의 기원 연구 2022-11-02 hit 1539 GWTC-2 데이터를 이용한 쌍 블랙홀의 기원 연구 물리천문학과 Maurice van Putten 2017년 노벨 물리학상을 받은 LIGO의 쌍 블랙홀 (BBH)의 병합 사건, GW150914의 검출은 중성자별-중성자별 또는 중성자별-블랙홀의 병합와 같은 사건들로 가득 찬 우주의 새로운 창을 열었다. LIGO-Virgo 중력파 공동연구팀은 2021년, 40개 이상의 쌍 블랙홀 병합 사건들을 포함하는 새로운 중력파 검출 카탈로그 GWTC-2를 발표 하였다. 이는 쌍 블랙홀의 질량들과 후기 우주의 적색편이 분포 간의 상대적으로 강한 연관성을 포함한 몇몇 새로운 통계적 특징들을 드러내었다 (그림1-2). 그림 1. GWTC-2의 쌍 블랙홀의 주성 (M_1)과 동반성(M_2)의 질량 분포 (파란색 점)와 불확실성 (회색 +)을 나타낸다. 선형 피팅 결과(빨간색 실선)은 0.63의 기울기와 0.93 ± 0.06의 상관계수를 보여준다. 이러한 쌍 블랙홀들은 무거운 별 탄생의 잔재로 여겨진다. 1955년, Edwin E. Salpeter는 단일 별의 초기질량 함수를 도입 하였으며, 이를 Salpeter 지수, α_S = 2.35를 가지는 멱 법칙으로 기술하였다. 이는 놀랍도록 견고한 관계로 입증되어, 현재까지도 별 형성을 이해하는 데에 중요한 역할을 해오고 있다. ANU의 박혜진 박사과정생과 세종대의 김신정 석사후연구원, 김신나 석사후연구원과 Maurice H.P.M. van Putten 교수는 The Astrophysical Journal (천체물리학 저널)에 게재되는 논문에서, 쌍 블랙홀들의 기원이 되는 쌍성들의 평균 질량 μ의 멱 법칙 지수 (α_B^) 가 각각 최대 상관 질량, 비 상관 질량의 한계인 α_S≲α_B^≲2α_S 를 만족해야 함을 보여준다. 이 논문에서 GWTC-2 데이터는 쌍 블랙홀 병합의 평균질량 분포의 가장자리 (μ ≳ 31태양질량)에서 α_B≃2α_S의 멱 법칙 지수를 보인다. 이는 즉, 쌍 블랙홀의 기원이 되는 기원 항성들의 질량이 비 상관임을 보여준다. 또한, 그림 1에 나타난 쌍 블랙홀 질량 간의 다소 밀접한 상관관계는, 관측된 쌍 블랙홀들을 생성하는 두 개의 초신성의 폭발이 시작되기 전에, (쌍성 시스템을 유지한 채로) 두 항성이 비슷한 질량을 가지도록 상당한 질량 전달이 이루어 지는 쌍성 진화론을 시사한다. ΛCDM 현대우주론에서, 쌍 블랙홀들의 기원이 되는 쌍성 질량의 멱 법칙 지수 (α_B)는 우주론적 적색편이가 증가할수록 커진다. 하지만 GWTC-2의 관측에서 도출된 α_B≃2α_S 를 고려했을 때, 지수 α_B^ 는 α_B 보다 클 수 없다. 쌍 블랙홀들의 병합시간은 따라서 허블 타임 (139억년)보다 상대적으로 짧을 것이다. 즉, 기원이 되는 쌍성이 탄생했을 때의 적색편이 분포는 관측된 쌍 블랙홀들의 적색편이 분포 (그림 2)와 상대적으로 가까울 것이다. 특히, 이것은 쌍 블랙홀들의 기원이 되는 쌍성이 항성 종족 III 초기 우주 시대보다는 우주적으로 별 형성률이 절정이었던 시기 이후  (적색편이 z < 2), 즉, 상대적으로 최근인 후기 우주(최근 우주)에 태어났음을 시사한다. 그림 2. 적색편이 z와 쌍 블랙홀의 평균 질량 μ 분포 (초록색 동그라미). 질량분포의 꼬리 부분은 채워진 동그라미로 표시되어 있다. 꼬리 부분에서의 쌍 블랙홀의 평균 질량 (41.9태양질량)과 적색편이의 평균값 (0.51)을 1 평균 편차 (타원)과 함께 + 표시로 나타내었다.  2023년 3월에 계획된 LIGO-Virgo-KAGRA의 O4-5 관측은 더 확장된 쌍 블랙홀 병합의 관측 데이터를 제공함으로써 우리의 결론을 확고히 할 수 있을 것이다. 이러한 앞으로의 관측은 쌍 중성자별 병합과 그들의 병합 후 진화, 그리고 나아가 긴 감마선 폭발(long GRB)과 관련된 강력한 중심붕괴(core-collapse) 초신성 폭발을 포함한 지역우주(즉 가까운 우주)의 관측 자료를 제공할 것이다. 추가 읽기 자료 GWTC-2 카탈로그: https://www.ligo.org/science/Publication-O3aCatalog/index.php  Hye-Jin Park, Shin-Jeong Kim, Shinna Kim & Maurice H.P.M. van Putten, 2022, ApJ, https://doi.org/10.3847/1538-4357/ac9300, 938, 69 ON THE PROGENITORS OF BBHs IN GWTC-2 The seminal LIGO detection of the binary black hole (BBH) merger event GW150914 - awarded the Nobel Prize of Physics in 2017 - opened a new window to the Universe, rife with similar events including mergers of neutron stars with another neutron star or black hole.  The updated gravitational-wave detection catalogue GWTC-2 of 2021 released by the gravitational-wave collaboration LIGO-Virgo contains more than 40 BBH mergers events revealing some novel statistical properties such as a relatively tight correlation between their binary masses and a redshift distribution in the late-time Universe (Figs. 1-2).                                 Figure 1. Overview of primary (M1) and secondary (M2) masses of BBHs in GWTC- 2. Grey crosses indicate uncertainties. A linear fit shows a slope 0.67 with a correlation coefficient r = 0.93 ± 0.06. These BBHs are believed to be remnants of massive star-formation. In 1955, Edwin E. Salpeter introduced the Initial Mass Function (IMF) of single stars, described by a power law with Saltpeter index of α_S=2.35. This relation has proven to be remarkably robust and continues to be a central theme in understanding star formation.  In a paper to appear in The Astrophysical Journal, PhD candidate Hye-Jin Park of ANU, recent graduates Shin-Jeong Kim, Shinna Kim and Professor Maurice H.P.M. van Putten of Sejong University show that the power law index of the mean mass μ of binary stellar progenitors of BBHs satisfies α_S≲α_B^≲2α_S in the limit of maximally correlated, respectively, uncorrelated masses. GWTC-2 shows a power law index of α_B ≃2α_S in the tail of μ ≳ 31M☉ the BBH mergers, indicating uncorrelated progenitor stellar masses. The rather tight correlation of BBH masses shown in Fig. 1 suggests a binary stellar evolution with considerable mass-transfer to relatively similar masses, before the onset of two supernovae producing the observed BBHs (without disrupting the binaries). On a ΛCDM cosmology, the power law index α_B of the progenitor stellar binary systems increases with cosmological redshift. Yet, the observed relation α_B≃2α_S effectively prohibits α_B>α_B. The merger time of BBHs is hereby limited to time-scales relatively short compared to a Hubble time, i.e., the redshift distribution of their stellar progenitors is relatively close to that of the BBH mergers observed (Fig. 2). This puts BBH progenitors in late-time cosmology, at relatively recent times past the peak in the cosmic star-formation rate (i.e., z < 2), rather than the early epoch of Pop III stars.                              Figure 2. Redshifts (circles) versus mean mass μ of the BBH with elements in the tail highlighted (filled). Mean values   of mean mass and redshift in the tail (+) is indicated with 1σ uncertainty (ellipse).  Upcoming LIGO-Virgo-KAGRA observational runs O4-5 planned for March 2023 may solidify our conclusions with an enlarged data-base of BBH mergers. These upcoming observations may provide a survey of the Local Universe including double neutron star mergers and their post-merger evolution, perhaps including energetic core-collapse supernovae associated with long gamma-ray bursts. Additional Reading GWTC-2 catalog: https://www.ligo.org/science/Publication-O3aCatalog/index.php Hye-Jin Park, Shin-Jeong Kim, Shinna Kim & Maurice H.P.M. van Putten, 2022, ApJ, 938, 69, https://doi.org/10.3847/1538-4357/ac9300  다음글 기후변화 대응 벼 품종 개발과 활용 이전글 Modified gravity is boosted by a deeper analysis of galactic rotation curves 목록

세종투데이 주요연구 주요연구 Modified gravity is boosted by a deeper analysis of galactic rotation curves 2022-12-26 hit 2529 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 Low-acceleration catastrophe of gravity from Gaia observations of wide binary stars: dawn of a new scientific revolution 2023-07-24 hit 1916 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 512 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 387 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 경제학과 이혁진 교수, SSCI 상위 0.8% Sustainable Development 편집위원 선임 2024-11-27 hit 368 ▲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 191 ▲ 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 334 ▲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

세종피플 교수 교수 인공지능데이터사이언스학과 Muhammad Syafrudin, Norma Latif Fitriyani 교수팀, ‘Computers and Electronics in Agriculture’에 논문 게재 2024-12-16 hit 3656 ▲인공지능데이터사이언스학과 Muhammad Syafrudin, Norma Latif Fitriyani 교수   인공지능데이터사이언스학과 Muhammad Syafrudin, Norma Latif Fitriyani 교수 연구팀이 국제 저널 ‘Computers and Electronics in Agriculture’에 논문을 게재했다.   이번 연구가 발표된 ‘Computers and Electronics in Agriculture’는 컴퓨터와 전기기구, 제어 시스템을 농업과 임업 등에 응용하는 분야를 다루는 저명한 국제 저널로, 임팩트 팩터 7.7을 기록하며 해당 분야에서 상위 1.7%에 속한다. Muhammad Syafrudin, Norma Latif Fitriyani 교수 연구팀은 어려운 농업 현장 환경에서 밀 이삭을 정확하게 탐지하는 새로운 알고리즘, FLTrans-Net(트랜스포머 기반 특성 학습 네트워크)(DOI: 10.1016/j.compag.2024.109706)을 개발했다. 밀 이삭의 정확한 식별은 효율적인 농업 관리에 필수적이나, 실제 농업 환경에서 작은 이삭이나 겹치는 이삭을 탐지하는 것은 오랜 도전 과제로 여겨져 왔다. 연구팀은 기존의 ‘합성곱 신경망(CNN)’이 지역적인 특성에 집중해 전역적인 특성을 잘 포착하지 못한다는 한계에 주목했고, 이를 해결하기 위해 FLTrans-Net을 제안했다. FLTrans-Net은 다중 규모 특성 추출을 위한 다중 규모 융합 블록과 트랜스포머 인코더를 사용하며, 중요한 특성을 강조하는 ‘공간적 주의 블록’과 경량화된 ‘RetinaNet 탐지 블록’을 통합해 만들어졌다. 연구팀은 실험을 통해 FLTrans-Net이 복잡한 현장에서 밀 이삭 탐지에 효과적임을 입증했으며, 자원 제한적인 장치에서의 배치 가능성을 보여주었다. 이는 농업 응용 분야에서 정확성과 효율성을 획기적으로 향상시킬 것으로 기대된다. 한편, Muhammad Syafrudin 교수는 2022년 3월부터 세종대 교수로 재직하고 있으며, 산업 인공지능, 데이터 인텔리전스, 산업 분석, 산업 정보학 분야에서 10년 이상의 연구개발(R&D) 경력을 보유하고 있다. 그의 연구는 ESWA, AEJ, Food Control, Mathematics, COMPAG와 같은 저명 학술지에 게재됐으며, 올해 Stanford/Elsevier가 선정한 ‘2024 글로벌 상위 2% 과학자’ 명단의 ‘인공지능 및 이미지 처리 분야’에 이름을 올리는 영광을 안기도 했다. Norma Latif Fitriyani 교수 또한 2022년 3월부터 세종대 교수로 재직하고 있다. 데이터 과학, 통계 및 기계 학습, 정보학, 이미지 처리 분야에서 7년 이상의 연구개발(R&D) 경력이 있으며, 많은 연구를 저명 학술지에 게재했다. Muhammad Syafrudin 교수는 “복잡한 농업 환경에서 밀 이삭을 탐지하는 효율적인 알고리즘인 FLTrans-Net을 통해 실제 현장에 도움이 될 수 있어 기쁘다. Applied INTelligence Lab(AINTLab), HITEC University Taxila, and Kaunas University of Technology의 동료 연구자들에게 깊은 감사를 전한다. 이번 결과를 바탕으로 연구를 지속적으로 이어갈 예정이다.”라고 밝혔다. 취재/ 최수연 홍보기자(soo6717@naver.com) 다음글 전자정보통신공학과 김재호 교수 연구팀, 한국통신학회 하계종합학술발표대회 우수 논문 선정 이전글 식품생명공학전공 유상호 교수, 한국과학기술한림원 2025년도 정회원 선출 목록

세종피플 교수 교수 식품생명공학전공 유상호 교수, 한국과학기술한림원 2025년도 정회원 선출 2024-12-18 hit 425 ▲유상호 교수 식품생명공학전공 유상호 교수가 국내 과학기술 분야의 최고 권위 석학기관인 한국과학기술한림원(이하 한림원)의 2025년도 정회원으로 선출됐다. 이번에 선출된 2025년도 신임 정회원은 총 36명이다. 한림원의 정회원은 과학기술 분야에서 20년 이상 활동하며 독창적인 연구 성과를 통해 해당 분야 발전에 크게 기여한 과학기술인 중에서 선출된다. 이 과정은 3단계의 엄정한 심사를 거치며, 특히 교신저자로 발표한 논문 10편에 대한 연구의 독창성, 학문적 영향력, 기여도를 중점적으로 평가한다. 유상호 교수는 생물전환기법을 활용한 구조설계형 바이오-식품 탄수화물 소재 개발 연구의 선구자로 인정받고 있다. 2003년부터 세종대 생명시스템학부 교수로 재직 중인 그는 200여 편의 SCI(E)급 논문을 발표하며, 탄수화물 활성 효소를 이용한 소재합성 및 생리활성 효과에 대한 연구에 집중해왔다. 또한, 탄수화물 소재 연구소 소장과 바이오폴리머 첨단소재 핵심연구지원센터 센터장을 겸임하며 해당 연구 분야의 핵심 기술 발전을 이끌고 있다. 세종대 홍보실(hongbo@sejong.ac.kr) 다음글 인공지능데이터사이언스학과 Muhammad Syafrudin, Norma Latif Fitriyani 교수팀, ‘Computers and Electronics in Agriculture’에 논문 게재 이전글 정보보호학과 송재승 교수, 글로벌 사물인터넷 표준 oneM2M 기술총회 부의장 재선임 목록

세종피플 교수 교수 정보보호학과 송재승 교수, 글로벌 사물인터넷 표준 oneM2M 기술총회 부의장 재선임 2024-12-23 hit 247 ▲송재승 교수(우측에서 두 번째) 정보보호학과 송재승 교수가 글로벌 사물인터넷 표준화 기구인 oneM2M 기술총회의 부의장으로 재선임됐다.  oneM2M은 사물인터넷(IoT) 글로벌 표준 플랫폼을 개발하고 확산하기 위한 핵심 협력체로, IoT의 호환성 확보를 넘어서 메타버스, 인공지능(AI), 블록체인과 같은 미래 기술의 기반 데이터를 제공하는 필수적인 플랫폼이다. 송 교수는 2020년 KETI 전자기술연구소 소속으로 oneM2M 기술총회 부의장을 역임했으며, 2022년에는 세종대 소속으로 기술총회 부의장에 선임돼 지난 2년간 oneM2M 오픈소스 개발, 인공지능 기술의 IoT 표준 지원, IoT 보안 메커니즘 연구, IoT 기술의 메타버스 확산 등 다양한 분야에서 국제 표준화를 선도해 왔다.  그는 국제 표준 선도 경험을 인정받아 지난 11월 13일에 캐나다 오타와에서 개최된 oneM2M 기술총회 제67차 회의에서 기술총회 부의장으로 출마해 재선임됐다. 임기는 2026년 11월까지로, 이번 재선임으로 세종대는 사물인터넷, 인공지능 그리고 데이터 관련 글로벌 표준 기술을 선도할 수 있게 됐다. 송재승 교수는 “이번에 oneM2M 국제 표준 기술총회 부의장으로 다시 선임되어 큰 영광이며, 동시에 무거운 책임감을 느낀다. 2년 전 임명과 마찬가지로, 재선임은 세종대 연구진의 지속적인 노력과 국제 표준화 기여를 다시 한번 인정받은 결과라고 생각한다. 이를 계기로 한국이 글로벌 표준화 논의에서 더욱 중심적인 역할을 할 수 있도록 하겠다”고 말했다. 덧붙여 “이번 기회를 발판으로 국제 협력의 범위를 넓히고, 다양한 국가 및 기관과의 긴밀한 협업을 통해 oneM2M 플랫폼이 더 많은 산업과 기술에 실질적으로 기여할 수 있도록 노력하겠다. 다시 한번 기회를 주신 oneM2M 회원국 및 관계자분들께 감사의 말씀을 드리며, 국제 표준 발전을 위해 최선을 다하겠다”고 말했다.  취재/ 이유빈 홍보기자(iyreason@naver.com) 다음글 식품생명공학전공 유상호 교수, 한국과학기술한림원 2025년도 정회원 선출 이전글 인공지능데이터사이언스학과 구영현 교수팀, BONBID-HIE 2024 챌린지 우승 목록

세종피플 교수 교수 김영갑 교수 연구팀, 정보통신기획평가원(IITP) 2024년도 정보보호 분야 우수과제 선정 2025-01-02 hit 41 ▲정보보호학과 김영갑 교수   정보보호학과 김영갑 교수 연구팀이 수행 중인 ‘공공 인프라 안전을 위한 인공지능 기반 영상 보안 기술 및 시스템 개발’ 과제가 정보통신기획평가원(IITP)에서 2024년도 정보보호 분야 우수과제로 선정돼 정보통신기획평가원 표창장을 받았다.   김영갑 교수 연구팀은 인공지능 기반 보안 영상처리 기법과 영상을 안전하게 관리하고 보호하는 연구를 진행하고 있다. 과기정통부 정보통신기획평가원의 정보보호핵심원천기술개발사업 수행 결과, 지난 6년간 SCIE 논문 41편(JCR 게재 연도 기준 IF 상위 2% 이내 8편, 상위 10% 이내 총 18편, 상위 30% 이내 총 27편)을 포함해, 특허 출원 33건(국제 7건, 국내 26건) 및 특허 등록 12건(국제 3건, 국내 9건)을 진행하고 국내외 핵심 특허를 확보했다.   또한, 연구팀은 지능형 CCTV의 주요 원천기술인 영상 시놉시스 및 영상 암호화 관련 4건의 국내표준(TTA)과 이기종 프레임워크의 상호운용성에 관한 ISO/IEC 국제표준 1건을 제정했다.   김영갑 교수는 “2022년 우수과제 격려패 수상에 이어 올해 우수과제로 선정되어 매우 영광이다. 특히, 연구를 지원해 준 과기정통부 정보통신기획평가원의 정보보호핵심원천기술개발사업과 좋은 성과를 끌어낸 참여교수님 및 참여 연구원들에게 감사드린다”고 우수과제 선정 소감을 밝혔다.   덧붙여 “이번 기술 개발로 영상 활용 산업 분야의 보안성을 향상시켜 사이버 위협으로 발생할 수 있는 위험 예측 및 처리 비용이 감소할 것으로 생각한다. 또한 시놉시스 추출/접근제어/암·복호화 기술을 보안 영상을 관리 및 보호하기 위한 필수 보안 기술로 활용하고, 공공 인프라 기반 시설의 CCTV 영상 관제 및 통합보안관제 시스템 활용에 이르기까지 다양한 활용이 가능할 것으로 본다.”고 말했다.   한편, 김영갑 교수는 본 과제를 통해 개발한 상호운용 기술, 인공지능 기반 영상 시놉시스 생성 및 영상 암호화 기술을 제품화하고자 지난 9월 인토퍼(INTOPER, https://intop.im/) 기업을 창업했다.     취재/ 이유빈 홍보기자(iyreason@naver.com) 다음글 인공지능데이터사이언스학과 구영현 교수팀, BONBID-HIE 2024 챌린지 우승 이전글 건축학과 김영욱 교수, 건축가와 함께 걷는 청와대, 서촌, 북촌 산책 출간 목록

세종피플 교수 교수 건축학과 김영욱 교수, 건축가와 함께 걷는 청와대, 서촌, 북촌 산책 출간 2025-01-03 hit 36 ▲‘건축가와 함께 걷는 청와대, 서촌, 북촌 산책’ 표지   건축학과 김영욱 교수의 저서 ‘건축가와 함께 걷는 청와대, 서촌, 북촌 산책’이 출간됐다.   이 책은 무심코 지나친 서울 도심의 거리 곳곳을 거닐며 떠나는 서울 도심 걷기 여행기를 담고 있다. 책에서는 공간과 소통이라는 주제를 바탕으로 청와대를 해석하고, 과거와 현재가 공존하는 서촌, 북촌 마을의 공간을 중심으로 여유로운 인문 산책을 제안한다. 이를 통해 독자들은 공간이 지닌 사회·문화적 의미를 들여다보고, 현대인이 잃어버린 쉼과 사유의 감각을 되찾을 수 있을 있다.   김 교수는 책을 통해 건축물이 역사적 산물인 동시에 그 건물이 지어진 당시의 사회적ㆍ예술적 결정체라고 말하며 건축물을 바라보며 사유의 시간을 가져볼 것을 강조한다.   책의 목차는 ▲청와대와 외국 정상의 집무실 ▲청와대 산책 ▲청와대 주변의 마을들 ▲서촌, 북촌, 산책으로 구성되어 있다.   김 교수는 “이번 책을 통해서 독자들이 공간의 의미를 재발견하기를 바란다. 건물이나 도시를 경험할 때 단순히 형태뿐만 아니라 항상 공간에 담겨있는 사회와 역사의 켜를 전달하기 위해 노력했다. 책의 내용 외에 건축에 대한 나의 추가적인 생각은 유튜브 채널 ‘김영욱의 도시탐험대’에서도 만나볼 수 있다”고 출간 소감을 전했다.     취재/ 홍가연 홍보기자(gyhong1211@naver.com) 다음글 김영갑 교수 연구팀, 정보통신기획평가원(IITP) 2024년도 정보보호 분야 우수과제 선정 이전글 이전글이 없습니다. 목록

세종피플 학생 학생 전자정보통신공학과 이상훈 학생, DSSCK 연합 모의투자대회 1등 수상 2024-12-09 hit 251 ▲이상훈 학생(오른쪽에서 2번째) 전자정보통신공학과 이상훈(18) 학생이 지난 11월 1일부터 22일까지 진행된 DSSCK 연합 모의투자대회에서 1등을 차지했다. DSSCK 연합 모의투자대회는 교내 투자동아리인 세종투자연구회를 비롯해 △가톨릭대 △국민대 △덕성여대 △성신여대의 투자 동아리가 연합해 주최한 대회로, 학생들의 투자 실력을 향상하기 위해 진행됐다. 이번 대회에 참가한 세종투자연구회는 교내 유일의 주식 투자 학술동아리로, 금융 전반에 관한 스터디와 모의 투자대회 주최 등을 하고 있다. 시상식은 지난 11월 28일에 대양AI센터 B107호에서 진행됐다. 총 100여 명의 학생이 참여한 이번 대회에서는 3명의 학생이 1등부터 3등 상을 받았으며, 학교별로 상위 5명이 우수상으로 선정됐다. 이상훈 학생은 HLB 종목에 많은 비중을 투자해 수익률 73.89%로 1위를 차지했다. 이상훈 학생은 “여러 학교가 연합해 모의투자를 진행한 만큼 세종대 이름을 걸고 꼭 1위를 해야겠다고 생각했다”며 “대외적으로 세종투자연구회가 투자를 잘한다는 인식이 널리 알려질 수 있도록 노력하겠다”고 소감을 전했다. 한편, 이상훈 학생은 투자 관련 블로그 운영과 세종투자연구회 교육부장 및 파생전략팀 팀장, 초보자를 위한 주식 투자 기본서 집필 등 주식 투자 분야에서 활발한 활동을 이어가고 있다. 취재/ 강은지 홍보기자(keej1758@naver.com) 다음글 2024 상상패션런웨이에서 베스트 컨셉상을 받은 패션디자인학과 학생들을 만나다 이전글 전자정보통신공학과 학생팀, 2024년 제7회 대한전자공학회 IT 창의 챌린지 대상 수상 목록

세종피플 학생 학생 전자정보통신공학과 학생팀, 2024년 제7회 대한전자공학회 IT 창의 챌린지 대상 수상 2024-12-12 hit 329 ▲전자정보통신공학과 학생팀의 대상 수상 사진 세종대 전자정보통신공학과 학생팀이 지난 11월 22일 강원도 정선 하이원리조트에서 열린 ‘2024년 제7회 대한전자공학회 IT 창의 챌린지’ 본선에서 대상을 수상했다.  대한전자공학회 IT 창의 챌린지는 공학교육에서 창의적이고 혁신적인 문제 해결 능력을 갖춘 인재를 육성하고자 하는 목적의 대회로, 전자공학 및 관련학과 학부생들이 팀을 이뤄 참가한다. 양승호(전자정보통신공학과∙19), 이정윤(전자정보통신공학과∙21), 이현석(전자정보통신공학과∙21), 이준빈(전자정보통신공학과∙22) 학생과 세종대 정용운 교수로 구성된 전자정보통신공학과 학생팀은 ‘스마트 도로 상태 감지기’를 주제로 본선에 진출한 12개 팀 중 대상을 차지했다. 전자정보통신공학과 학생팀은 포트홀 관련 피해가 증가하는 상황에서 기존 AI 기반 포트홀 감지 기술의 오차가 높다는 문제를 개선하기 위해 적외선 광 센서, 가속도 센서, 온습도 센서, 기울기 센서를 활용하여 노면 상태에 따라 상황을 LED로 출력해 주는 스마트 도로 상태 감지기를 개발했다. 이 시스템은 AI 기반 기술 대비 개선된 탐지력과 데이터를 범용적으로 활용할 수 있다는 장점이 있고, 이러한 데이터 취합을 통해 2차 사고를 예방할 수 있다. ▲(왼쪽부터) 양승호, 이정윤, 이현석, 이준빈 학생 팀장을 맡은 양승호 학생과 팀원들은 “다양한 환경을 구분하기 위해 여러 종류의 센서를 사용했는데, 센서마다 동작 원리와 출력 특성이 달라 이를 정확히 이해하고 사용하는 게 쉽지 않았다. 하지만 지도해 주신 정용운 교수님의 조언과 팀원들의 노력 덕분에 무사히 완성할 수 있었다. 좋은 추억을 쌓을 수 있었고, 학술적으로도 많이 성장했다. 회로설계에 관심이 있는 학우들이 있다면 IT 창의 챌린지에 도전해보길 추천한다.“고 소감을 밝혔다. 지도 교수를 맡은 반도체시스템공학과 정용운 교수는 “학생들이 혁신적인 아이디어로 대상을 수상하여 매우 자랑스럽다. 이번 경험이 학생들에게 더 큰 가능성과 자신감을 심어주는 계기가 되었기를 바란다. 앞으로도 창의적이고 도전적인 연구를 이어가며 더 큰 성장을 이루기를 기대한다.”고 소감을 밝혔다. 취재/ 유재혁 홍보기자(db1345@naver.com) 다음글 전자정보통신공학과 이상훈 학생, DSSCK 연합 모의투자대회 1등 수상 이전글 인공지능학과 이도연, 임지유 학생, 한국수소및신에너지학회 2024 추계학술대회 우수학술 발표상 수상 목록

세종피플 학생 학생 무용과 홍서연, 문정우 학생, Sofia National Opera & Ballet 초청으로 공연 참여 2025-01-03 hit 45 ▲홍서연(무용과·22), 문정우(무용과·24) 학생 무용과 홍서연(22), 문정우(24) 학생은 오는 2025년 1월 4일과 5일에 Sofia National Opera & Ballet가 주최하는 발레 공연 ‘호두까기 인형’에 참여한다. 호두까기 인형은 마리우스 프티파(Victor Marius Alphonse Petipa)가 안무를 구성하고 표트르 일리치 차이콥스키(Pyotr Ilych Tchaikovsky)가 작곡한 공연으로, 크리스마스이브에 소녀 마샤가 호두까기 병사 인형을 선물로 받으며 여행을 떠나는 내용을 담고 있다. 이번 공연에서 홍서연, 문정우 학생은 주최 측인 Sofia National Opera & Ballet로부터 직접 초청을 받아 무대에 오르게 된다. 두 학생은 지난 7월 불가리아에서 개최된 Sara-Nora Prima International Ballet Competition 2024에서 뛰어난 성과를 거두며 초청의 영예를 안았다. 문정우 학생은 그랑프리를, 홍서연 학생은 여자 부문 1위를 수상하며 국제 무대에서 실력을 인정받았다. 홍서연 학생은 “주인공인 ‘마리’로 초청받아 무대에 오르게 되어 진심으로 기쁘다. 무대에서의 경험은 항상 도전인 동시에 큰 영광이라고 생각한다. 첫 주연 제의를 받아 기쁘면서도 한편으로는 공연을 이끌어가야 한다는 것이 부담되기도 한다. 지도해 주시고 용기를 주신 장선희 교수님과 강사님들께 감사드린다. 아직 많이 부족하지만, 이 기회를 소중히 여기며 최선을 다하겠다”고 소감을 전했다. 취재/ 홍가연 홍보기자(gyhong1211@naver.com) 다음글 양자원자력공학과 전민식 학생, 한국수력원자력 건식저장시설 글로벌 러서치 크루 발탁 이전글 이전글이 없습니다. 목록

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웹진 세종소식 기사목록 세종소식 [포토뉴스] ‘제2회 세종제전: for, rest’ 현장을 가다 2024-12-06 hit 207 ▲세종제전 홍보물이 게시된 모습 1 ▲세종제전 MD를 구매하는 학생들의 모습  ▲피크닉을 즐기고 있는 학생들  ▲학생들이 작성한 응원 메시지  ▲체육대회를 진행하는 학생들의 모습 ▲체육대회에 참여한 학생들의 모습  ▲응원 중인 학생들의 모습  ▲야외 영화제를 즐기고 있는 학생들  ▲세종제전 홍보물이 게시된 모습 2 ▲푸드트럭 음식을 즐기는 학생들의 모습  ▲<세종의 마블> 게임판이 준비된 모습 ▲일일호프를 진행하는 학생들의 모습  세종대는 지난 10월 28일부터 30일까지 ‘제2회 세종제전: for, rest’를 진행했다. 이번 세종제전에는 △연합 체육대회 △야외 영화제 △체험 부스 및 푸드트럭 △일일호프 등의 콘텐츠가 준비돼 학생들에게 잊을 수 없는 추억을 선물했다.  다음글 세종대, ‘2024 라이덴랭킹’ 2년 연속 국내 1위 이전글 [생활 속의 법률] 증여한 집을 돌려받을 수 있는가? 목록