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최근 AI, 자율주행, IoT 기술에 대한 수요가 증가하면서 대규모 정보를 빠르게 처리하는 고성능 반도체 연구개발이 주목이 받고 있다.
현재 2진법 기반의 반도체 소자는 단위면적당 집적도 향상을 위한 물리적 한계에 봉착한 상태다.
짧은 정보처리 시간과 높은 성능, 낮은 소비전력 등의 조건을 만족하기 위해 3진법 이상의 다진법 소자 구현에 관한 연구가 대안으로 등장했다.
연구팀은 서로 다른 문턱전압을 갖는 두 종류의 반도체를 순차적으로 구동하는 방식을 통해 3진법 정보 처리를 위한 '0', '1', '2' 상태를 안정적으로 구현했다.
이 3진법 반도체 소자를 이용해 다양한 논리 연산 또한 안정적으로 구동하는 것을 확인했다.
연구팀은 이상적인 반도체 소재 조합을 효율적으로 설계하고 실제 구현을 통해 3진법을 초과하는 다진법 연구에 기술을 확장할 계획이다.
강 교수는 "이 기술의 구현을 위한 소자구조는 기존의 반도체 공정상의 변경이나 추가없이 웨이퍼 단위의 대면적 다진법 소자 구현이 가능하다"며 "기초연구를 넘어 실제 반도체 산업에 적용이 가능할 것으로 기대된다"고 밝혔다.
한편 이번 연구는 과학기술정보통신부의 신진연구자지원사업, 중견연구자지원사업, 기초연구실지원사업 등의 지원으로 이뤄졌다.
연구 결과는 소재 분야의 세계적 권위지인 Advanced Materials (Impact Factor=30.849, JCR ranking 상위 2.2%)'에 지난 22일 게재됐다.
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