[1] Nature Communications 8월 7일 (IF: 12.121); 선형적이고 대칭적인 장기 기억 강화 및 약화 특성을 갖는 시냅스 모방 반도체 소자 제조 기술 개발; Artificial Van der Waals Hybrid Synapse and its Application to Acoustic Pattern Recognition; 서승환(1저자)/박진홍 교수(교신저자)

[2] Nature Communications 9월 14일 (IF: 12.121); 수직 이온-젤 트랜지스터를 이용해 크로스바 어레이로 확장 가능한 인공 시냅스 소자 개발; Vertical Organic Synapse Expandable to 3D Crossbar Array; 오세용(1저자)/박진홍 교수(교신저자)

인간 두뇌의 학습 원리를 모방한 뉴로모픽 칩은 대량의 정보를 병렬적으로 처리하여 소비 전력을 최소화하고, 학습을 통하여 자신의 연산 기능을 향상 시킬 수 있어 차세대 정보처리 칩으로 각광받고 있다. 특히 최근 뉴로모픽 칩의 병렬 정보처리와 학습 능력 구현에 필수적인 시냅스 모방 반도체 소자에 관한 연구가 전 세계적으로 활발하게 진행되고 있다.

연구팀은 [1]번 연구에서 선형적인 장기 기억 ‘강화’에 적합한 ‘P형’ 반도체 채널과 장기 기억 ‘약화’에 적합한 ‘N형’ 반도체 채널을 결합해 선형적이면서 대칭적인 장기 기억 강화 및 약화 특성을 갖는 ‘혼성 채널’ 시냅스 모방 반도체 소자를 구현하고, 이들로 구성된 하드웨어 인공신경망을 활용하여 음성 정보 패턴 인식률을 크게 향상시키는 데 성공했다.

또한 [2]번 연구에서는 유기박막 트랜지스터의 채널 영역에 사용되는 고분자 반도체 (poly(3-hexylthiophene), P3HT)층에 저전력 구동이 가능한 이온-젤 게이트 절연체를 도입해 고성능 시냅스 모사 수직형 트랜지스터 소자를 개발했다. 구현된 시냅스 소자는 이온-젤 내부의 이온들의 움직임에 따라 반도체 채널의 전류량이 조절되는 원리를 이용하여 세포막 사이의 신경전달물질의 움직임에 의해 나타나는 생물학적 시냅스의 전기화학적 특성을 효과적으로 모사하였다.

이 연구들은 국제학술지 네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications) 8월 7일 및 9월 14일 자 논문으로 게재되었다. 

* 좌측부터 박진홍 교수, 서승환 박사과정, 오세용 박사과정