KAIST, 세계 최초 ‘카이랄 자성

KAIST, 세계 최초 ‘카이랄 자성 KAIST, 세계 최초 ‘카이랄 자성 양자점’ 개발…고성능 AI하드웨어에 적용 가능기존의 양자점 기술로는 빛의 방향성과 자기 성질을 동시에 구현하기 어렵다.양자점이 대칭적인 구조를 갖고 있는 반면, 빛의 방향성은 비대칭성을 띠는데다 자기 성질과 충돌하기 때문에 이의 통합에는 구조 충돌 등 물리, 화학적 한계가 생긴다.KAIST 연구진이 이 해답을 '카이럴 양자점'에서 찾았다.KAIST 염지현 신소재공학과 교수(왼쪽)와 권준영 부경대학교 나노융합공학전공 조교수.KAIST(총장 이광형)는 신소재공학과 염지현 교수 연구팀이 빛에 의해 비대칭 반응하는 카이랄성과 자성을 동시에 갖는 특수 나노입자인 양자점(CFQD)을 세계 최초로 개발했다고 25일 공개했다.이 양자점 기술은 사람의 뇌처럼 정보를 보고, 판단하고, 저장하고, 지우는 기능을 하나의 소자에 담을 수 있다. 고성능 AI 하드웨어에 적용 가능하다.연구진은 이 양자점 기술로 저전력 인간 뇌 구조와 작동 방식을 모방한 인공지능 뉴로모픽 소자(ChiropS)인 광 시냅스 트랜지스터를 구현하는데 성공했다고 덧붙였다.편광 구분, 멀티 파장 인식, 전기 소거 등 다양한 기능을 하나의 소자에 집약했다.향후 고속·고지능·저전력 AI 시스템은 물론, 광 암호화, 보안 통신, 양자 정보처리 등에도 폭넓게 응용될 수 있을 것으로 연구진은 기대했다.카이랄 자성 양자점은 은황화물(Ag₂S) 기반의 무기 나노입자에 카이랄 유기물(L-또는 D-시스테인)을 합성한 것으로 빛의 편광 방향(원형 편광)에 따라 서로 다르게 반응한다. 405, 488, 532㎚ 등 가시광 전 영역에서 다채널 인식이 가능하다.또한, 물을 기반으로 친환경적으로 합성한 것도 장점이다.뇌처럼 학습 및 망각 기능 동시 구현 가능연구팀은 또 실리콘 위에 카이랄 자성 양자점을 활용해 은황화물층과 유기 반도체 펜타신을 적층한 시냅스 트랜지스터도 제작했다.이 소자는 빛을 받으면 장기기억 특성(LTP)을 나타내고 전기 펄스를 입력하면 초기화 된다. 뇌처럼 학습과 망각 기능을 동시 구현하는 것이 가능하다.또한, 반복적인 짧은 광 펄스(레이저 빛)을 비추면 점진적으로 전류가 누적되어 멀티 레벨 상태를 형성한다. 이는 뇌처럼 인공지능이 학습하게 하는 시냅스 가중치 조절과 유사하다. 다중 학습도 가능하다는 의미이다.KAIST 연구진이 카이랄 자성 양자점을 이용해 제작한 뇌 모사 뉴로모픽 소자.(그래픽=KAIST)연구진은 2×3 소자 어레이를 제작해 서로 다른 편광과 파장의 빛을 각각 비추었을때, 각 소자의 응KAIST, 세계 최초 ‘카이랄 자성 양자점’ 개발…고성능 AI하드웨어에 적용 가능기존의 양자점 기술로는 빛의 방향성과 자기 성질을 동시에 구현하기 어렵다.양자점이 대칭적인 구조를 갖고 있는 반면, 빛의 방향성은 비대칭성을 띠는데다 자기 성질과 충돌하기 때문에 이의 통합에는 구조 충돌 등 물리, 화학적 한계가 생긴다.KAIST 연구진이 이 해답을 '카이럴 양자점'에서 찾았다.KAIST 염지현 신소재공학과 교수(왼쪽)와 권준영 부경대학교 나노융합공학전공 조교수.KAIST(총장 이광형)는 신소재공학과 염지현 교수 연구팀이 빛에 의해 비대칭 반응하는 카이랄성과 자성을 동시에 갖는 특수 나노입자인 양자점(CFQD)을 세계 최초로 개발했다고 25일 공개했다.이 양자점 기술은 사람의 뇌처럼 정보를 보고, 판단하고, 저장하고, 지우는 기능을 하나의 소자에 담을 수 있다. 고성능 AI 하드웨어에 적용 가능하다.연구진은 이 양자점 기술로 저전력 인간 뇌 구조와 작동 방식을 모방한 인공지능 뉴로모픽 소자(ChiropS)인 광 시냅스 트랜지스터를 구현하는데 성공했다고 덧붙였다.편광 구분, 멀티 파장 인식, 전기 소거 등 다양한 기능을 하나의 소자에 집약했다.향후 고속·고지능·저전력 AI 시스템은 물론, 광 암호화, 보안 통신, 양자 정보처리 등에도 폭넓게 응용될 수 있을 것으로 연구진은 기대했다.카이랄 자성 양자점은 은황화물(Ag₂S) 기반의 무기 나노입자에 카이랄 유기물(L-또는 D-시스테인)을 합성한 것으로 빛의 편광 방향(원형 편광)에 따라 서로 다르게 반응한다. 405, 488, 532㎚ 등 가시광 전 영역에서 다채널 인식이 가능하다.또한, 물을 기반으로 친환경적으로 합성한 것도 장점이다.뇌처럼 학습 및 망각 기능 동시 구현 가능연구팀은 또 실리콘 위에 카이랄 자성 양자점을 활용해 은황화물층과 유기 반도체 펜타신을 적층한 시냅스 트랜지스터도 제작했다.이 소자는 빛을 받으면 장기기억 특성(LTP)을 나타내고 전기 펄스를 입력하면 초기화 된다. 뇌처럼 학습과 망각 기능을 동시 구현하는 것이 가능하다.또한, 반복적인 짧은 광 펄스(레이저 빛)을 비추면 점진적으로 전류가 누적되어 멀티 레벨 상태를 형성한다. 이는 뇌처럼 인공지능이 학습하게 하는 시냅스 가중치 조절과 유사하다. 다중 학습도 가능하다는 의미이다.KAIST 연구진이 카이랄 자성 양자점을 이용해 제작한 뇌 모사 뉴로모픽 소자.(그래픽=KAIST)연구진은 2×3 소자 어레이를 제작해 서로 다른 편광과 파장의 빛을 각각 비추었을때, 각 소자의 응답 전류가 뚜렷이 KAIST, 세계 최초 ‘카이랄 자성