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ว๊™์ˆ ยท์—ฐ๊ตฌ

๋™๊ตญ๋Œ€ ๊น€์„ฑ์ค€ ์—ฐ๊ตฌํŒ€, ํˆฌ๋ช… ์ „๊ทน ๊ด‘ ๋‰ด๋กœ๋ชจํ”ฝ ๋ฉ”๋ชจ๋ฆฌ ์†Œ์ž ๊ฐœ๋ฐœ

๋“ฑ๋ก์ผ 2025.05.30. ์กฐํšŒ 519

- ์ „๊ธฐ·๊ฐ€์‹œ๊ด‘ ์ž๊ทน ๋ชจ๋‘ ๋ฐ˜์‘ํ•˜๋Š” ๊ด‘ ๊ฐ•์œ ์ „์ฒด ๋ฉค๋ฆฌ์Šคํ„ฐ ๊ตฌํ˜„
- RGB ์ปฌ๋Ÿฌ ์ธ์‹ ๊ฐ€๋Šฅํ•œ ๋ฌผ๋ฆฌ์  ์ถ•์ ์ปดํ“จํŒ… ๊ธฐ๋ฐ˜ AI ์‹œ์Šคํ…œ ์ œ์•ˆ
- ‘Nano Energy’์— ์—ฐ๊ตฌ ์„ฑ๊ณผ ๊ฒŒ์žฌ

 

1. ์™ผ์ชฝ๋ถ€ํ„ฐ ๋ฐ•์šฐํ˜„ ๋™๊ตญ๋Œ€์„์‚ฌ๊ณผ์ •์ƒ(์ „์ž์ „๊ธฐ๊ณตํ•™๊ณผ), ๊น€๊ธฐ๋ฌธ ์„์‚ฌ๊ณผ์ •์ƒ(์ „์ž์ „๊ธฐ๊ณตํ•™๊ณผ), ๊น€์„ฑ์ค€ ๊ต์ˆ˜


๋™๊ตญ๋Œถฤว๊™๊ต(์ด์žฅ ์œค์žฌ์›…)๋Š” ์ „์ž์ „๊ธฐ๊ณตํ•™๊ณผ ๊น€์„ฑ์ค€ ๊ต์ˆ˜ ์—ฐ๊ตฌํŒ€(์ œ1์ €์ž ๋ฐ•์šฐํ˜„ ์„์‚ฌ๊ณผ์ •์ƒ, ๊ณต๋™ ์ œ1์ €์ž ๊น€๊ธฐ๋ฌธ ์„์‚ฌ๊ณผ์ •์ƒ, ๊ต์‹ ์ €์ž ๊น€์„ฑ์ค€ ๊ต์ˆ˜)์ด ํˆฌ๋ช… ์ „๊ทน์„ ํ™œ์šฉํ•ด ๊ด‘ ๊ธฐ๋ฐ˜์˜ ์ธ๊ณต์ง€๋Šฅ ์‹ ๊ฒฝ๋ง์„ ๊ตฌํ˜„ํ•˜๋Š” ๊ด‘ ๊ฐ•์œ ์ „์ฒด ๋ฉค๋ฆฌ์Šคํ„ฐ(Optical Ferroelectric Memristor, OFM) ์†Œ์ž๋ฅผ ๊ฐœ๋ฐœํ–ˆ๋‹ค๊ณ  ๋ฐํ˜”๋‹ค.

 

์ด๋ฒˆ ์—ฐ๊ตฌ๊ฒฐ๊ณผ๋Š” <HfAlOx-based optical ferroelectric memristor with transparent electrode for RGB color image classification via physical reservoir>๋ผ๋Š” ์ œ๋ชฉ์œผ๋กœ ์—๋„ˆ์ง€ ๋ฐ ๋‚˜๋…ธ ๋ถ„์•ผ์˜ ์ €๋ช…ํ•œ ๊ตญ์ œํ•™์ˆ ์ง€ ใ€ŒNano Energy (IF=16.8)ใ€์— 2025๋…„ 5์›” ์˜จ๋ผ์ธ ๊ฒŒ์žฌ๋๋‹ค.

 

์—ฐ๊ตฌํŒ€์ด ๊ฐœ๋ฐœํ•œ OFM ์†Œ์ž๋Š” ์ „๊ธฐ ์ž๊ทน๊ณผ ํ•จ๊ป˜ ๊ฐ€์‹œ๊ด‘์„ (RGB) ์ž๊ทน์—๋„ ๋ฐ˜์‘ํ•ด ์‹œ๋ƒ…์Šค ๊ฐ€์†Œ์„ฑ์„ ๋ชจ์‚ฌํ•  ์ˆ˜ ์žˆ๋‹ค. ๋˜ํ•œ, ๋ฌผ๋ฆฌ์  ๋ ˆ์ €๋ฒ„ ์ปดํ“จํŒ…(Physical Reservoir Computing)์„ ํ†ตํ•ด ์ปฌ๋Ÿฌ ์ด๋ฏธ์ง€ ๋ถ„๋ฅ˜๊นŒ์ง€ ๊ฐ€๋Šฅํ•œ ์ ์ด ํŠน์ง•์ด๋‹ค. ์—ฐ๊ตฌํŒ€์€ ๊ธฐ์กด ํ‘๋ฐฑ ๊ธฐ๋ฐ˜ ๋‰ด๋กœ๋ชจํ”ฝ ํ•˜๋“œ์›จ์–ด์˜ ํ•œ๊ณ„๋ฅผ ๊ทน๋ณตํ•˜๊ณ , ์ €์ „๋ ฅ·๊ณ ํšจ์œจ AI ์—ฐ์‚ฐ ํ”Œ๋žซํผ์œผ๋กœ์„œ์˜ ๊ฐ€๋Šฅ์„ฑ์„ ์ œ์‹œํ–ˆ๋‹ค.

 

๊ฐœ๋ฐœ๋œ OFM ์†Œ์ž๋Š” ํ•˜ํ”„๋Š„-์•Œ๋ฃจ๋ฏธ๋Š„(HfAlO) ๊ฐ•์œ ์ „์ฒด๋ฅผ ๊ธฐ๋ฐ˜์œผ๋กœ ํ•˜๋ฉฐ, ์ธ๋“์ฃผ์„์‚ฐํ™”๋ฌผ(ITO) ํˆฌ๋ช…์ „๊ทน์„ ์ ์šฉํ•ด 635, 520, 405nm์˜ RGB ํŒŒ์žฅ ๋น›์— ์„ ํƒ์ ์œผ๋กœ ๋ฐ˜์‘ํ•œ๋‹ค. ์ด๋ฅผ ํ†ตํ•ด ๋‹จ๊ธฐ ๊ธฐ์–ต, ์‹œ๋ƒ…์Šค ๊ฐ€์ค‘์น˜ ์กฐ์ ˆ ๋“ฑ ๊ฐ€์‹œ๊ด‘ ์˜์—ญ ์ „์ฒด๋ฅผ ์•„์šฐ๋ฅด๋Š” ๋‹ค์–‘ํ•œ ๊ด‘ ์‹œ๋ƒ…์Šค ํŠน์„ฑ์„ ๊ตฌํ˜„ํ–ˆ๋‹ค. ์—ฐ๊ตฌ ๊ฒฐ๊ณผ์— ๋”ฐ๋ฅด๋ฉด, MNIST ์ˆซ์ž ์ด๋ฏธ์ง€ ๋ฐ Fruits-360 ์ปฌ๋Ÿฌ ๊ณผ์ผ ์ด๋ฏธ์ง€ ๋ฐ์ดํ„ฐ์…‹(Data Set)์—์„œ ๋†’์€ ์ธ์‹๋ฅ (์ตœ๋Œ€ 97.99%)์„ ๊ธฐ๋กํ–ˆ๋‹ค.

 

๊น€์„ฑ์ค€ ๊ต์ˆ˜๋Š” “์ด๋ฒˆ ์—ฐ๊ตฌ๋Š” ๋ฐ•์šฐํ˜„ ํ•™์ƒ๊ณผ ๊น€๊ธฐ๋ฌธ ํ•™์ƒ์ด ์†Œ์ž ์ œ์ž‘ ๋ฐ ์‹œ๋ฎฌ๋ ˆ์ด์…˜์„ ์ฃผ๋„์ ์œผ๋กœ ์ˆ˜ํ–‰ํ•œ ๊ฒฐ๊ณผ”๋ผ๋ฉฐ, “๊ด‘ ๋ฐ ์ „๊ธฐ ์ž๊ทน์— ๋ชจ๋‘ ๋ฐ˜์‘ ๊ฐ€๋Šฅํ•œ ์ฐจ์„ธ๋Œ€ OFM ์†Œ์ž๋Š” ๋‰ด๋กœ๋ชจํ”ฝ AI ๋ฐ˜๋„์ฒด ๋ฐ ์ธ์„ผ์„œ AI ์ปดํ“จํŒ… ์‹œ์Šคํ…œ์— ํ•ต์‹ฌ ๊ธฐ์ˆ ๋กœ ํ™œ์šฉ๋  ์ˆ˜ ์žˆ๋‹ค”๊ณ  ๋ฐํ˜”๋‹ค.

 

ํ•œํŽธ, ์ด๋ฒˆ ์—ฐ๊ตฌ๋Š” ํ•œ๊ตญ์—ฐ๊ตฌ์žฌ๋‹จ ์ค‘๊ฒฌ์—ฐ๊ตฌ ์‚ฌ์—… ใ€Œ์ถ•์ ์ปดํ“จํŒ… ๊ตฌํ˜„์„ ์œ„ํ•œ ๋ฆฌํ…์…˜ ์กฐ์ ˆ ๊ฐ€๋Šฅํ•œ ํ•˜ํ”„๋Š„ ๊ธฐ๋ฐ˜ ๊ฐ•์œ ์ „์ฒด ์†Œ์ž ๊ธฐ์ˆ  ๋ฐ ์ˆ˜์ง์ ์ธต ์ง‘์ ๊ณต์ • ๊ฐœ๋ฐœใ€๊ณผ ๊ธ€๋กœ๋ฒŒ ๊ธฐ์ดˆ์—ฐ๊ตฌ์‹ค ใ€Œ๋‰ด๋กœ๋ชจํ”ฝ ๊ธฐ์ˆ  ๊ธฐ๋ฐ˜ ๋ชจ๋นŒ๋ฆฌํ‹ฐ ๋ฐฐํ„ฐ๋ฆฌ PHM ๊ธ€๋กœ๋ฒŒ ๊ธฐ์ดˆ์—ฐ๊ตฌ์‹คใ€์˜ ์ง€์›์„ ๋ฐ›์•„ ์ˆ˜ํ–‰๋๋‹ค.