한국과학기술원(KAIST)은 화학과 윤동기 교수가 국제액정학회(ILCS)가 수여하는 ‘ILCS 중견학술상’을 받았다고 26일 밝혔다. 2008년 국제액정학회가 제정한 ILCS 중견학술상은 액정 분야에서 최초 발견이나 굵직한 연구 성과를 낸 중견 과학자를 대상으로 2년마다 단 한 명에게만 수여하는 상이다. 윤 교수는 2012년 이 학회에서 젊은 과학자에게 수여하는 ‘미치 나카타 상’을 받은 데 이어 이번에 중견학술상까지 받았는데, 둘 다 수상한 사례는 윤 교수가 처음인 것으로 알려졌다. 윤동기 교수는 평판 디스플레이 시장의 상당 부분을 차지하는 LCD(액정표시장치)의 핵심 물질인 액정물질을 연구하는 액정물질 전문 과학자다. 최근 LCD 관련 연구개발(R&D) 분야에서 플렉시블·폴더블 디스플레이 등에 사용할 수 있는 기능성 박막 필름이 요구되고 있는데, 액정분자체 기반 보상 필름이 유력한 후보군으로 떠오르고 있다. 자동차용 각종 디스플레이, 증강현실용 소프트 로보틱스, 차세대 통신 등 분야에도 액정물질 기반의 기초 연구가 중요하다. 윤 교수는 네마틱(액체와 고체의 성질을 동시에 갖는 상태) 액정 상을 비롯해 차세대 디스플레이에 응용할 수 있는 판상형 액정
한국과학기술원(KAIST)은 23일 오후 KAIST 반도체설계교육센터 동탄교육장에서 삼성전자와 130㎚(나노미터·10억분의 1ｍ) 복합고전압소자(BCDMOS) 시스템반도체 칩 공정 지원을 위한 협약을 체결한다고 밝혔다. 삼성전자는 2021년부터 KAIST 반도체설계교육센터와 함께 반도체 설계 전문 인재 양성을 목표로 28㎚ 로직(28㎚ 이상의 연산이 가능한 반도체) 공정 칩 제작 기회를 지원하고 있다. BCDMOS 공정은 아날로그 회로와 로직 회로, 고전압 소자가 하나의 칩에서 구현되는 공정 기술로, 고전압과 고속 동작이 필요한 전력 관리 응용 분야에 적합하다. 하반기부터 130㎚ BCDMOS 8인치 공정을 도입해 국내 반도체 전공 석·박사 과정 학생에게 칩 제작 기회를 제공한다. 박인철 KAIST 반도체설계교육센터 소장은 “대학원생들이 이론으로 설계한 도면을 실제 웨이퍼(기판)에 구현하는 칩 제작 과정을 통해 설계의 정확성을 검증할 수 있지만, 비용이 많이 들어 외부 지원 없이는 어려웠다”며 “이번 삼성전자의 공정 지원은 해당 분야의 연구 성과 향상에 크게 기여할 것”이라고 말했다. 협약식에는 박인철 소장과 박상훈 삼성전자 상무 등이 참여하며, 하반기 13
한국과학기술원(KAIST)은 산업및시스템공학과 박찬영 교수 연구팀이 네이버와 공동으로 ‘협업 필터링’(Collaborative filtering)을 통해 대형언어모델(LLM)의 상품 추천 성능을 획기적으로 높일 수 있는 기술을 개발했다고 17일 밝혔다. LLM은 챗GPT와 같이 사람의 개입 없이 임무를 수행할 수 있는 생성형 AI의 기반이 되는 기술이다. 최근 전자상거래 플랫폼 등에서 LLM을 이용한 상품 추천 서비스가 주목받고 있다. ‘영화 극한직업, 범죄도시1, 범죄도시2를 봤을 때 다음 시청할 영화는 무엇인가?’라고 소비자가 상품 이름을 텍스트로 나열해 LLM에 입력하면 답을 제시하는 방식으로 작동한다. 하지만 기존 서비스는 LLM이 추천을 목적으로 학습·설계돼 있지 않아 저조한 성능을 보인다. 상품 추천을 위해 ‘파인 튜닝’(사전 학습된 LLM을 특정 작업이나 데이터셋에 맞게 최적화하는 과정)을 거쳐야 하지만 학습과 추론에 시간과 비용이 많이 든다는 한계가 있다. 연구팀은 LLM을 직접 학습하는 대신 사용자와 비슷한 상품을 소비한 다른 사용자들에 대한 정보를 활용하는 ‘협업 필터링’ 방식으로 신경망을 경량화했다. 협업 필터링은 유사 사용자 기반 추천,
한국과학기술원(KAIST)은 전기및전자공학부 이정용 교수 연구팀이 차세대 디스플레이로 주목받는 진청색 페로브스카이트 LED의 색 불안정성과 낮은 밝기 문제를 해결할 수 있는 기술을 개발했다고 10일 밝혔다. 페로브스카이트는 부도체·반도체·도체의 성질은 물론 초전도 현상까지 갖는 산화물로, 발광 효율이 높아 차세대 디스플레이 소재로 활발히 연구되고 있다. 특히 색 조절이 가능하면서도 경제적인 할라이드(할로젠화합물) 페로브스카이트 발광체가 주목받는다. 여러 할라이드 이온을 혼합해 만드는데, 이온들이 이동하면서 생기는 상 분리 현상으로 인해 색이 변하는 등 불안정성 문제가 있었다. 연구팀은 ‘할라이드 공석’(할라이드 이온들이 이동하는 통로)을 막을 수 있는 물질을 이용해 이온 이동을 억제하는 방법으로 색이 변하지 않는 진청색 페로브스카이트 LED를 개발했다 지금까지 보고된 진청색 페로브스카이트 LED 성능 중 가장 높은 수준의 밝기인 2700니트(nit·1니트는 촛불 한 개의 밝기)를 구현하는 데 성공했다. 햇빛이 강하게 비치는 야외 환경에서도 사용할 수 있는 수준이다. 이승재 박사과정생은 “녹색과 적색 LED와의 격차를 줄임으로써 적녹청(RGB) 3가지 색을 모
한국과학기술원(KAIST)은 생물공정연구센터 최경록 연구교수와 생명화학공학과 이상엽 특훈교수가 미생물을 이용한 계란 대체물을 개발했다고 4일 밝혔다. 최근 온실가스 배출 문제를 해소하고 기후 변화에 따른 식량 위기에 대응하기 위해 미생물 식품에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 비동물성 단백질로 만든 계란 대체제는 공장식 축산에서 비롯되는 온실가스 배출과 폐기물 문제를 해결할 수 있는 식품으로 주목받고 있으나, 젤과 같은 계란 난액의 점성을 구현하기가 쉽지 않았다. 연구팀은 육류에 버금가는 많은 양의 단백질을 함유한 미생물 바이오매스를 난액 대체제로 주목했다. 미생물을 배양해 만든 반고체 상태의 미생물 바이오매스를 그대로 가열하면 액상으로 변하는 문제를 해결하기 위해 계란 껍데기에 해당하는 세포벽과 세포막을 부순 뒤 미생물 용해물을 만들었다. 이를 가열하자 난액처럼 단백질이 응고돼 젤 형태로 변하는 것으로 나타났다. 액체 상태인 용해물을 이용해 거품을 내 머랭(계란 흰자 기반의 거품)을 형성하는 데도 성공했다. 다만 연구팀이 직접 머랭쿠키를 만들어 시식해 봤으나, 계란과 쿠키 상태 모두 별다른 맛은 나지 않는 것으로 알려졌다. 이상엽 특훈교수는 "지금까지
국제공동연구진이 인공지능 학습을 통해 배터리의 표면 형상만 보고 각 원소의 함량 그리고 충·방전 횟수에 대한 정보를 높은 정확도로 알아내는 영상인식 기술을 개발했다. KAIST는 신소재공학과 홍승범 교수가 한국전자통신연구원(ETRI), 미국 드렉셀대학과 공동연구를 통해 다양한 조성과 각기 다른 충·방전 사이클의 NCM 양극재 주사전자현미경 사진을 합성곱 신경망 기반 인공지능에 학습시켜 주요 원소 함량과 충·방전 상태를 99.6%의 높은 정확도로 맞추는 방법론을 세계 최초로 개발했다고 2일 밝혔다. 연구팀은 반도체 공정에서는 웨이퍼의 불량 검수를 위해 주사전자현미경(SEM)을 사용하는 반면 배터리 공정에서는 그런 경우가 드물고 연구 현장에서만 입자의 크기 분석을 위해 SEM을 활용하고, 열화된 배터리 소재의 경우 입자가 깨지고 부서지는 형상으로부터 신뢰성을 예측하는 것에 착안했다. 연구팀은 반도체 공정에서와 같이 배터리 공정도 자동화된 SEM으로 양극재 표면을 검수해서 원하는 조성대로 합성이 되었는지 수명은 신뢰성 있게 나올 것인지를 확인해 불량률을 줄일 수 있다면 획기적일 것으로 판단했다. 연구진은 자율주행차에 적용가능한 합성곱 신경망 기반 인공지능에 배터리
한국과학기술원(KAIST)은 생명화학공학과 김지한 교수 연구팀이 챗GPT를 활용해 '금속유기골격체'(MOF) 소재의 물성을 예측하고 새로운 재료를 자동으로 생성할 수 있는 챗봇 시스템 '챗MOF'를 개발했다고 26일 밝혔다. 최근 인공지능 기술의 발전으로 사람의 개입 없이 임무를 수행할 수 있는 자율 AI가 주목받고 있다. 미국 오픈AI사의 대규모 언어모델(LLM)인 챗GPT가 대표적인 자율 AI인데, 재료 분야에는 대규모 언어모델을 적용하기가 쉽지 않았다. 소재 데이터를 텍스트 형태로 바꾸기 어렵고, 소재 데이터베이스의 양(최대 2만개 구조)이 언어나 사진보다 현저히 적어 대규모 학습이 힘들기 때문이다. 연구팀은 재료 분야의 전통적인 머신러닝(기계학습) 모델과 챗GPT를 결합, MOF 소재에 적용할 수 있는 '챗MOF'를 개발했다. 금속과 유기물을 결합한 다공성 소재인 MOF는 넓은 표면적과 뛰어난 촉매 활성으로 화학 분야 나노 신소재로 주목받고 있다. 챗MOF는 MOF의 속성에 대한 사용자의 질문에 물성을 검색하거나 머신러닝을 이용해 예측하는 방법으로 답변한다. 사용자가 원하는 물성을 갖는 MOF를 역설계하는 것도 가능하다. 실험 결과 챗MOF는 검색과
KAIST는 신소재공학과 김경민 교수 연구팀이 산화물 반도체의 열-전기 상호작용에 기반하는 열 컴퓨팅(Thermal computing) 기술 개발에 성공했다고 25일 밝혔다. 연구팀은 전기-열 상호작용이 강한 모트 전이(Mott transition) 반도체를 활용했으며, 이 반도체 소자에 열 저장 및 열전달 기능을 최적화해 열을 이용하는 컴퓨팅을 구현했다. 이렇게 개발된 열 컴퓨팅 기술은 기존의 CPU, GPU와 같은 디지털 프로세서보다 100만분의 1 수준의 에너지만으로 경로 찾기 등과 같은 복잡한 최적화 문제를 풀 수 있었다. 해당 연구에서는 낮은 열전도도와 높은 비열을 가지고 있는 폴리이미드 기판 상에 모트 전이 반도체 소자를 제작해 모트 전이 반도체 소자에서 발생한 열이 폴리이미드 기판에 저장이 될 수 있도록 했다. 이렇게 저장된 열은 일정 시간 동안 유지되며 시간적 정보 역할을 한다. 또한 이 열은 공간적으로도 이웃 소자로 전파되게 되는데, 이는 공간적 정보 역할도 수행한다. 김경민 교수는 “단순히 전기 신호만 사용하던 컴퓨팅 기술은 이제 한계에 이르렀다”며 “열은 저장할 수 있고 전달할 수 있는 특성이 있어 이를 잘 활용할 수만 있다면 컴퓨팅에서
AI 에이전트 시스템 신뢰도 측정 및 규정할 수 있는 벤치마크 데이터셋 구축 라이너가 한국과학기술원(KAIST) 인터랙션 연구실(KAIST Interaction Lab 이하 KIXLAB)과 ‘AI 에이전트 시스템 신뢰도 측정 지표 및 벤치마크 개발’에 관한 공동 연구를 진행한다고 25일 밝혔다. 이번 연구는 AI 에이전트 시스템 신뢰도 제고를 위해 라이너가 전문 대학 연구기관과 진행하는 첫 산학협력 프로젝트다. 라이너와 KIXLAB은 내년 2025년 3월까지 공동 연구를 진행하고, AI 에이전트 시스템의 신뢰도를 측정하고 규정할 수 있는 벤치마크 데이터셋을 구축할 예정이다. AI 기술의 상용화를 위해서는 AI에 대한 신뢰도 제고가 관건인 만큼, 라이너와 KIXLAB이 공동으로 AI 신뢰도 측정 지표 및 벤치마크 개발을 진행하는 것은 의미가 크다. 최근 AI 기술의 활용도는 높아졌지만, AI 신뢰도에 대한 우려는 지속적으로 제기되고 있다. 일례로 구글은 지난달 새로운 검색 서비스 ‘AI 오버뷰’를 공개했지만, 출시 이후 환각 현상으로 인해 비판을 받은 바 있다. 라이너와 KIXLAB은 이러한 AI 신뢰 문제를 해결하기 위해 공동연구를 계획했다. 각자의 전문성과
KAIST는 물리학과 김세권 교수 연구팀이 포항공과대학교 물리학과 이현우 교수팀과의 공동 연구로 반강자성체에서 마그논 오비탈 홀 효과를 세계 최초로 발견해 물리 및 화학 분야 세계적인 학술지 ‘나노 레터스(Nano Letters)’에 게재됐다고 17일 밝혔다. 마그논 오비탈 홀 효과는 축구의 바나나킥처럼 마그논이 회전방향(오비탈)에 따라 진행궤적이 휘어지는 현상을 의미한다. 마그논계에서의 오비탈 홀 효과는 기존에 예측된 바가 없는 새로운 현상이기에 학문적으로 흥미로우며 기존 스핀 자유도에 국한됐던 마그논 동역학을 오비탈 자유도를 통해 한 단계 확장하는 의의가 있다. 마그논을 이용한 스핀트로닉스 소자의 경우 줄 발열로 인한 에너지 소모 없이 기존의 컴퓨팅 기술을 대체할 수 있다는 장점이 있어 전 세계 각국 학계에서 경쟁적으로 연구가 이뤄지고 있다. 마그논 스핀에 관해서는 지난 수십 년간 활발히 연구됐으나, 마그논 오비탈의 특성에 관한 이론 정립은 아직 아무도 시도하지 않은 문제였다. KAIST 물리학과 김세권 교수 연구팀은 MnPS3(삼황화린망간)와 같이 벌집 격자를 이루는 2차원 반강자성체에서 강한 마그논 오비탈 홀 효과가 나타난다는 것을 세계 최초로 발견했
한국과학기술원(KAIST)은 땀의 미세한 포도당 수치 진단이 가능한 웨어러블 기술을 개발했다고 14일 밝혔다. KAIST에 따르면 박인규 KAIST 교수와 정준호 한국기계연구원(KIMM) 박사 공동연구팀은 ‘전기방사 섬유 상 금속 및 금속산화물 기반 나노구조체 전사 기술’을 개발했다. 연구팀은 일상 속 웨어러블 헬스케어 응용을 위해 기반 고분자의 열적 거동 특성(열 변형 특성)·산소 플라즈마 처리를 통한 표면 특성을 고려해, 신축성이 우수한 마이크로 스케일의 전기방사 섬유 위 금속·금속산화물 나노구조체의 안정적인 전사를 선보였다. 연구팀은 금속·금속산화물 기반의 정교한 나노구조체를 수 마이크로 스케일의 곡면 형태인 전기방사 섬유 위에 전사하는 안정적인 공정을 개발했다. 나노 원형·마이크로 원형·나노 사각형·나노 그물·나노 라인·나노 십자가와 같은 다양한 구조체의 전기방사 섬유 상 전사가 가능할 뿐 아니라, 금·은·알루미늄·니켈과 같은 금속 재료부터 이산화티타늄·이산화규소와 같은 금속산화물까지 다양한 재료의 나노구조체 전사가 가능하다. 연구팀은 열 성형이 가능한 열가소성 고분자를 선정해 안정적으로 섬유화했으며 산소 플라즈마 처리를 통한 나노구조체 지지 고분자의
차세대 에너지원으로 주목받고 있는 고체산화물 연료전지의 성능을 획기적으로 높일 수 있는 기술이 개발됐다. 한국에너지기술연구원은 최윤석 박사가 한국과학기술원(KAIST) 정우철 교수, 부산대 박범경 교수 연구팀과 공동으로 4분 만에 고체산화물 연료전지의 성능을 3배로 높일 수 있는 촉매 코팅 기술을 개발했다고 12일 밝혔다. 연료전지는 수소를 활용해 전기를 생산하는 전지로, 이산화탄소를 배출하지 않아 친환경 에너지원으로 불린다. 그중 고체산화물 연료전지는 수소 이외에도 천연가스, 암모니아 등 다양한 연료로부터 전기에너지를 생산할 수 있는 데다 발전 효율도 높아 활발하게 연구되고 있다. 고체산화물 연료전지의 성능은 공기극(양극)에서 일어나는 산소환원반응에 의해 결정된다. 연료극(음극)에서 일어나는 반응에 비해 공기극의 반응 속도가 느리다는 한계 때문에 활성이 높은 공기극 소재를 개발하기 위한 연구가 시도되고 있지만, 아직은 화학적 안정성이 부족한 실정이다. 연구팀은 산업계에서 널리 사용되는 공기극 소재인 'LSM-YSZ 복합전극'(망간 기반 페로브스카이트 촉매(LSM)와 이트리아 안정화 지르코니아(YSZ)로 구성된 복합전극)의 표면에 ㎚(나노미터·10억분의 1ｍ
한국과학기술원(KAIST)은 잡아당겨도 고화질을 그대로 유지할 수 있는 유연한 유기발광다이오드(OLED) 디스플레이를 개발했다고 11일 밝혔다. 전기및전자공학부 유승협 교수 연구팀은 동아대 문한얼 교수, 한국전자통신연구원(ETRI) 연구팀과 공동으로 유연성이 뛰어난 초박막 OLED를 개발했다. 이를 각각의 섬(Island)으로 이뤄진 단단한 발광 구조체 사이에 끼워 넣어 신축성을 확보했다. 기존 신축형 디스플레이는 단단한 발광 영역에 구부림 연결부를 잇는 방법으로 신축성을 확보하는데, 이를 늘리면 빛을 내지 않는 연결부가 늘어나면서 전체 발광 면적이 줄어드는 한계가 있다. 연구팀이 개발한 디스플레이는 잡아당기면 숨겨진 OLED가 모습을 드러내면서 높은 발광 밀도를 구현할 수 있다. 신축 전 97%에 달하는 발광 면적비는 양쪽에서 30%씩 잡아당겨도 87%로, 10%밖에 줄지 않은 것으로 나타났다. 기존 플랫폼의 발광면적비 감소율(60%)보다 훨씬 낮은 수치다. 동작을 반복하거나 외력을 가해도 안정적으로 작동 가능하다고 연구팀은 설명했다. 유승협 교수는 "우수한 성능과 안정성이 확보된 OLED 기술을 그대로 활용하면서도 기존 신축형 디스플레이 한계를 극복할 수
국내 연구진이 녹색광이 50% 이상 포함된 실내조명을 통해서도 작동이 가능한 초고감도 상온 가스 센서를 개발했다. 한국과학기술원(KAIST)은 신소재공학과 김일두 교수 연구팀이 가시광을 활용해 상온에서도 초고감도로 이산화질소를 감지할 수 있는 가스 센서를 개발했다고 10일 밝혔다. 금속산화물 반도체 기반 저항 변화식 가스 센서는 가스 반응을 위해 300도 이상 가열이 필요해 상온 측정에 한계가 있었다. 이에 대한 대안으로 최근 금속산화물 기반 광활성 방식 가스 센서가 크게 주목받고 있지만 기존 연구는 인체에 유해한 자외선 내지는 근자외선 영역의 빛을 활용하는 데에 그쳤다. 이에 연구팀은 이를 녹색 빛을 포함한 가시광 영역으로 확대해 범용성을 크게 높이고 녹색광을 조사했을 때 이산화질소 감지 반응성이 기존 대비 52배로 증가하는 것을 확인했다. 특히 실내조명에 사용되는 백색광을 쬐어 최고 수준의 이산화질소 가스 감지 반응성(0.8 ppm NO₂, 감도=75.7)을 달성하는 데 성공했다. 김일두 교수는 “대표적인 대기 환경 유해가스인 이산화질소 가스를 우리 주변에서 일반적으로 접근할 수 있는 녹·청색광(430~570 nm) 영역의 가시광을 활용해 상온에서 초고감
차세대 메모리 소자인 '강유전체' 내부의 분극 이론이 20년 만에 실험으로 입증됐다. 한국과학기술원(KAIST) 물리학과 양용수 교수 연구팀은 포항공대, 서울대, 한국기초과학지원연구원, 미국 로런스 버클리 국립연구소·아칸소대 연구팀과의 국제협력 연구를 통해 강유전체 내부의 3차원 소용돌이 형태 분극 분포를 실험적으로 처음 증명했다고 30일 밝혔다. 강유전체는 스스로 자화 상태를 유지할 수 있는 강자성체처럼 외부 전기장 없이도 분극 상태를 유지할 수 있는 물질이다. 강자성체를 nm(나노미터·1nm = 10억분의 1ｍ) 크기로 작게 만들면 자석의 성질을 잃어버리게 되는데, 나노 강유전체가 어떤 성질을 갖게 되는지는 알려지지 않았다. 로랑 벨라이쉬 아칸소대 교수팀은 20년 전 아주 작은 나노 크기의 0차원 강유전체 내부에 특이한 형태의 분극 분포가 발생할 수 있음을 이론적으로 제시했다. 차세대 메모리 소자로 응용하기 위해서는 이런 분극 분포를 제어하는 기술이 핵심인데, 분극 측정이 어려운 탓에 실험적으로 규명되지 못했다. 연구팀은 전자현미경으로 다양한 각도의 투과전자현미경 이미지를 획득한 뒤 재구성 알고리즘을 통해 3차원으로 재구성, 원자 분해능 전자토모그래피 기
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