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- 김지희‧이영희 교수 연구팀, 광전자전류 증폭 구현으로 3세대 고효율 태양전지 개발 견인
- 김지희‧이영희 교수 연구팀, 광전자전류 증폭 구현으로 3세대 고효율 태양전지 개발 견인 - ADVANCED MATERIALS 게재 에너지과학과 김지희 교수·나노구조물리연구단 이영희 연구단장 연구팀(제1저자: 에너지과학과 김성태 학생)은 단일 양자점을 원자현미경 탐침에 부착한 후 빛을 쬐여 광전류를 증폭하는데 성공했다고 밝혔다. 일반적으로 빛 알갱이(광자) 한 개는 전하 운반입자(캐리어) 한 쌍만 발생시킬 수 있다. 여분의 빛 에너지는 열로 방출되기 때문에 태양광을 모두 전기로 전환하기 어렵다. 다만 특정 조건에서 광자 한 개로 발생한 전자-정공(캐리어) 한 쌍의 여분 에너지가 열로 방출되는 대신 두 개 이상의 캐리어를 추가로 발생시키는 캐리어 증폭 현상은 제3세대 태양전지 효율을 크게 높일 수 있는 열쇠로 주목받아 왔다. 양자점에서는 에너지 준위가 분리되어 전자-포논 산란을 억제할 수 있기 때문에 열손실 없이 높은 캐리어증폭 효율을 보일 것으로 기대하고 있지만, 캐리어증폭 현상을 규명하기 위해 기존에 사용하던 광학 측정 방법은 태양전지 등 소자에 직접 적용하는데 한계가 있었다. 또한 기존의 측정법으로는 양자점을 분산시킨 용액 혹은 균일한 양자점 필름 시료에서만 캐리어 증폭 연구가 가능했기 때문에 양자점 하나에서 발생하는 캐리어 증폭 현상을 정확히 분석하기 어려웠다. 이에 연구진은 원자현미경을 이용하여 발생한 광캐리어를 재추출하여 광전류로 측정하고 단일 양자점 내에서 증폭된 캐리어의 전류 변화를 관측하는 방법을 고안했다. 연구진은 원자현미경 전도성 탐침 첨단에 유전영동기법을 이용하여 황화납 양자점을 부착하고, 양자점이 부착된 탐침을 그래핀 전극에 수십 나노미터 내외로 정밀하게 접근시켜 작은 접촉저항과 짧은 채널거리를 구현했다. 이 구조는 박막형 양자점 태양전지와 유사한 형태의 수직접합구조로, 전자-정공의 재결합률 제어가 가능하고 캐리어 추출 효율을 높여 국소광전류를 발생시킬 수 있다. 측정된 국소광전류 결과로부터 추출한 양자효율은 현재까지 보고된 양자점 캐리어증폭 결과 중 가장 높은 효율인 99%에 도달했고 최저 캐리어증폭 임계에너지를 달성하였다. 연구진이 개발한 원자현미경을 이용한 광전류 증폭은 저차원 소자에서 광전류 증폭 현상을 직접적으로 평가할 수 있는 새롭고 독보적인 평가 기술이다. 추후 광전류 증폭 현상을 활용한 제3세대 고효율 태양전지 개발에 있어 선도적인 기반기술력을 확보하고 새로운 산업 창출의 밑거름이 될 것으로 예상한다. 본 논문은 응용물리분야 국제저널랭킹 상위 2% 이내인 Advanced Materials(영향력지수=25.809)에 3월 4일(수) 온라인 게재되었다.
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- 작성일 2020-03-24
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- 에너지과학과 정문석 교수 연구팀,2차원 소재를 이용해 실리콘을 넘어서는 양자 터널링 소자 개발
- 에너지과학과 정문석 교수 연구팀, 양자 터널링 소자 개발 - 부성미분저항 및 열전자 현상을 이용하여 기존 반도체 소재보다 더 빠르고,전류를 적게 소비하는 양자 터널링 소자 개발 에너지과학과 정문석 교수와 오혜민 박사 연구팀(공동 제1저자 이주찬 석사과정생, Ngoc Thanh Duong 박사과정생)이 2차원 적층시료의 표면을 제어하여 부성미분저항(Negative differential resistance) 및 핫 캐리어 효과(Hot carrier effect)를 활용한 초저전력 및 고속 소자를 개발했다. ⁕ 양자 터널링 소자 : 양자역학적 공명 터널링 현상을 이용한 초전력 소자 ⁕ 부성미분저항 : 소자의 저항이 특정 영역에서 음수를 갖는 현상 ⁕ 핫 캐리어 효과 : 반도체 트랜지스터의 사이즈가 작아지면서 채널의 길이도 짧아진다. 이 경우 전계는 커지고 이동하는 전자는 높은 전계를 받아 이동성이 커지는데 이를 핫 캐리어라고 함 본 연구에 적용된 핵심 원리인 부성미분저항(Negative differential resistance)은 소자의 저항이 특정 영역에서 음의 값을 갖는, 즉 전압을 높이는데 전류는 오히려 감소하는 현상으로 에사키 레오나가 보고한 후 1973년 노벨 물리학상을 받았다. 이후 이를 활용한 다양한 소자가 소개된 바 있으나 기대에 미치지 못하는 공진 특성 때문에 다른 소자로 대체된 바 있다. 연구팀은 기존의 실리콘 기반 소자는 공진 특성에 한계가 있다는 이슈에 주목하였고, 공진 특성이 더 우수한 것으로 알려진 2차원 소재를 활용하여 이를 극복하고자 노력했다. 연구팀은 로컬 게이트 전계 효과에 의한 시료의 표면 제어를 통해 기존 부성미분저항 소자 중 가장 우수한 공진 특성을 보이는 데 성공하였으며, 또한 열전자 효과를 통한 새로운 메커니즘의 광전자 소자를 제작하였다고 밝혔다. 정문석 교수는 “2차원 물질을 통해 실리콘 기반 소자의 한계를 뛰어넘은 중요한 연구로 차세대 소재를 이용하여 차세대 소자의 방향성을 제시했다”고 밝혔다. 본 연구는 한국연구재단의 중견연구사업과 미래소재디스커버리사업의 지원으로 수행되었으며, 미국 화학회에서 발행하는 나노과학 분야 세계적 권위 학술지 나노레터(Nano letters)에 2.7(금) 온라인 게재되었다. [그림] 부성미분저항기반 공진 터널 소자의 개념도(왼쪽 그림) 및 로컬게이트에 따른 전계 방향을 나타내는 전기특성 곡선(오른쪽 그림). 게이트 효과에 따라 접합의 형태가 축적(Accumulation)에서 공핍(Depletion)으로 제어되는 것을 알 수 있다.
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- 작성일 2020-02-27
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- 에너지과학과 양희준 교수 연구팀, 2차원 소재‧소자의 양자역학적 상호 작용 규명하다
- 에너지과학과 양희준 교수 연구팀, 2차원 소재‧소자의 양자역학적 상호 작용 규명하다 - 미래 소자 응용이 가능한 2차원 소재 양자역학적 밴드갭 제어 구현 - 원자 층간 전기적 상호 작용을 활용한 초절전 양자 터널링 트랜지스터 개발 에너지과학과 양희준 교수 연구팀은 2차원 적층 소재에 존재하는 슈타르크 효과(Stark effect)를 활용하여 양자역학적 밴드갭 제어 및 초절전 트랜지스터를 개발했다고 밝혔다. 연구팀은 기존의 실리콘 기반 소재에 활용되던 광학적, 전기적 방법은 원자층 두께의 2차원 소재에 존재하는 여러 양자역학적 상호 작용 및 밴드갭을 정확하게 규명할 수 없다는 이슈에 주목했다. 최근 활발히 연구되고 있는 2차원 소재 기반 소자들은 근사적이고 이론적인 물성에 의존한 불완전한 연구가 진행 중이었다. 연구팀은 원자 격자 각도 제어를 통한 시료 적층 공정 및 양자역학적 공명 터널링 현상을 활용하여 기존 분광학적 방법으로는 측정할 수 없는 2차원 반도체 소재의 전기적 특성을 정확하게 측정할 수 있었다. [그림1] 두 원자층 안에 존재하는 에너지, 운동량이 같은 전자들이 공명 터널링하는 소자(왼쪽 위 그림)와 원자 단위 현미경 사진(왼쪽 아래 사진), 그리고 붉은색 화살표로 나타낸 공명터널링 개념도(오른쪽 그림). 위와 같은 소자에서 원자 단위 적층 구조에서 강한 전압이 걸릴 경우 발생하는 슈타르크 효과를 관측할 수 있었다. 본 연구에 적용된 핵심적인 원리인 슈타르크 효과(Stark effect)는 1914년 요하네스 슈타르크에 의해 보고된 후 1919년 노벨물리학상을 받았으나, 지금까지 전기적 방법으로 소자 단위에서 측정 및 규명된 바 없었다. 본 연구는 슈타르크 효과가 크게 발현될 수 있는 2차원 적층 구조에서 전기적 방법으로, 직접 슈타르크 효과를 관측 및 활용한 최초의 연구라는 의미가 있다. 양희준 교수(교신저자)는 “이번 연구는 기초물리학 연구를 통해 4차 산업혁명을 대비하는 핵심 미래 소자로 주목받는 2차원 소재 기반 소자의 정확한 동작 설계와 공정 방향을 제시하였다”고 밝혔다. 본 연구는 삼성전자 미래기술육성센터 지원을 통해 수행되었으며, 세계적(JCR상위 1.7%) 국제학술지 어드밴스트 머티리얼스(Advanced Materialsl)에 2월 6일(목) 온라인 게재되었다.
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- 작성일 2020-02-21
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- 글로벌바이오메디컬공학과 신미경 교수, 제22회 로레알-유네스코 세계 여성 과학자상 ‘인터네셔널 라이징 탤런트' 수상
- 글로벌바이오메디컬공학과 신미경 교수, 제22회 로레알-유네스코 세계 여성 과학자상 ‘인터네셔널 라이징 탤런트’ 수상 글로벌바이오메디컬공학과 신미경 교수는 제22회 로레알-유네스코 세계 여성과학자상, 신진 여성 과학자 부문 ‘인터네셔널 라이징 탤런트’상을 수상했다고 13일 밝혔다. 로레알-유네스코 세계여성과학자상은 매해 과학 분야에서 탁월한 연구업적을 달성한 여성과학자 5인에게 세계여성과학자상을, 15명의 전도유망한 신진 여성과학자에게는 인터내셔널 라이징 탤런트(IRT) 상을 수여한다. 로레알과 유네스코는 UN 세계 여성 과학자의 날(International Day of Women and Girls in Science)을 맞아, 지난 11일(파리 현지 시각) 세계 여성 과학자상 수상자를 밝혔다. 이번에는 국내 과학자인, 성균관대학교 글로벌바이오메디컬공학과 신미경 교수가 중국, 싱가폴과 함께 아시아를 대표해 인터내셔널 라이징 탤런트상을 수상하는 영예를 안았다. 인터내셔널 라이징 탤런트 부문에는 신미경 교수를 비롯해 덴마크, 브라질, 미국 등 각국을 대표하는 신진 여성 과학자 15인이 수상자로 선정됐다. 신미경 교수는 지난 2018년 한국 로레알-유네스코 여성과학자상 펠로십 부문 수상자로, 자연 현상을 모사하여 조직 접착성 및 치료용 생체재료를 디자인하는 연구들을 수행중이다. 특히 홍합모사 접착성 지혈 고분자를 이용한 코팅 기술로 세계 최초의 ‘무출혈 주사바늘’을 개발했으며, 이를 통해 유전적 질병인 혈우병 모델에서 효과적인 지혈 효과를 보여준 바 있다. 세계여성과학자상 시상식은 오는 3월 12일 프랑스 파리에 위치한 유네스코 본부에서 진행 예정이다. 인터네셔널 라이징 탤런트상 시상식은 3월 10일 별도의 시상식을 통해 상이 수여될 예정이다.
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- 작성일 2020-02-21
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- 삼성융합의과학원, 보건복지부 "바이오메디컬 글로벌 인재양성 사업" 유치
- 삼성융합의과학원, 보건복지부 "바이오메디컬 글로벌 인재양성 사업" 유치 본교 삼성융합의과학원(임효근 원장)이 바이오메디컬엔지니어링 학과(이하 BME)와 삼성서울병원과 힘을 합쳐 보건복지부의 '바이오메디컬 글로벌 인재양성' 기관으로 최종 선정되었다. 이번 사업은 2022년 12월까지 국고 46억원을 지원받아 진행되는 국책사업으로, 삼성융합의과학원과 협약을 맺은 보건의료 분야 글로벌 선도 기관에서 해외연수 또는 프로젝트 참여 등을 통해 글로벌 감각을 갖춘 융합형 고급인재를 육성하는 것을 목표로 하고 있다. 해당 사업으로, 연간 18명(총 54명)의 석사과정, 박사과정, 박사후 연구원들에게 6개월에서 1년간의 해외연수 기회가 주어지며, 연수 기간 동안 인건비, 체재비, 준비금, 국내·외 연구비등을 실비로 지원받게 된다. 삼성융합의과학원 임효근 원장은 “삼성융합의과학원은 지난 2011년 국내 최초로 중개의학 및 의료산업 활성화를 위한 다학제/융합적 대학원 교육을 위해 설립되어, 국내 최고의 융합인재를 양성하기 위해 끊임없이 노력하였고 이에 대한 역량과 인프라를 인정 받아 선정된 것 같다”며 “해당 과제를 바탕으로 해외 기관과의 유기적인 인력 양성 협력을 통하여 세계적인 융합교육 기관으로 자리잡을 것으로 기대된다”고 말했다. 이 사업의 유치로 인해 바이오메디컬 분야의 글로벌 인재 양성은 물론, 본교의 주요 목표인 학생성공과 미래가치창출 그리고 삼성서울병원의 새로운 비전인 미래의료의 중심을 구현하는 데 큰 도움이 될 것으로 전망된다. 이와 관련하여, 삼성융합의과학원은 1월 14일(화) 삼성생명 일원역빌딩 9층 슈바이처홀에서 바이오메디컬 글로벌 인재양성 사업 및 파견연구자 모집 안내 설명회를 개최한다.
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- 작성일 2020-02-21
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- 문화예술미디어융합원과 한국가상증강현실산업협회(KoVRA) 상호협력 협정 체결
- <문화예술미디어융합원과 한국가상증강현실산업엽회(KoVRA) 상호협력 협정 체결> 성균관대학교 문화예술미디어융합원(원장: 송승환)은 한국가상증강현실산업협회(KoVRA)(협회장: 구현모)와 가상현실산업 발전과 문화예술적 상상력을 겸비한 창의적 융합인재 육성을 위한 상호협력 MOU 체결식을 개최하였다. 지난 12월 13일(금)에 성균관대학교 인문사회과학캠퍼스 국제관 2층 90201호 회의실에서 열린 이 행사에서는 한국가상증강현실산업협회(KoVRA) 구현모 협회장, 성균관대학교 문화예술미디어융합원 송승환 원장, 자연과학캠퍼스 송성진 부총장 등이 참석한 가운데 상호협력 협약서를 교환하였다. 이번 협약에 따라 문화예술미디어융합원은 한국가상증강현실협회(KoVRA)와 상호간에 보유한 국·내외 인적·물적 네트워크 교류를 통해 인문/사회/예술 분야 교육 연구 및 문화콘텐츠 창작 협력 등을 지속적으로 진행하기로 하였다.
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- 작성일 2019-12-23
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- 성균융합원과 한국전자통신연구원(ETRI) 상호협력 협정 체결
- <성균융합원과 한국전자통신연구원(ETRI) 상호협력 협정 체결> 성균관대학교 성균융합원(원장: 송성진)은 한국전자통신연구원(ETRI) 서울 SW-SoC융합 R&BD센터(센터장: 나중찬)와 인공지능, 빅데이터 공동연구 및 학술교류, 전문인력 양성을 위한 상호협력 MOU 체결식을 개최하였다. 지난 12월 3일(화)에 성균관대학교 인문사회과학캠퍼스 600주년기념관 3층 제1회의실에서 열린 이 행사에서는 한국전자통신연구원(ETRI) 서울 SW-SoC융합 R&BD센터 나중찬 센터장, 성균관대학교 자연과학캠퍼스 송성진 부총장 등이 참석한 가운데 상호협력 협정서를 교환하였다. 이번 협약에 따라 성균융합원은 한국전자통신연구원(ETRI) 서울 SW-SoC융합 R&BD센터와 상호간에 보유한 인프라, 기술 교류 및 학·연 네트워크 구축을 통해 인공지능, 빅데이터 관련 연구, 교육 및 전문인력 양성에 관한 교류협력 등을 지속적으로 진행하기로 하였다.
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- 작성일 2019-12-06
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- 국내대학 최초 AI(인공지능) 비전전략 선포식 개최
- 국내대학 최초 AI(인공지능) 비전전략 선포식 개최 - 세계 최고수준의 글로벌 AI(인공지능) R&E 선도대학으로 도약 - 인공지능대학원 및 인공지능 연구소 개원식 함께 열려 우리 대학은 11월 12일(화) 오후 3시, 국내대학 중 최초로 세계최고수준의 글로벌 AI(인공지능) R&E 선도대학 육성의지를 밝히는 ‘AI 비전전략 선포식’을 자연과학캠퍼스 삼성학술정보관 오디토리움에서 개최한다고 밝혔다. 이날 행사에서는 지난 3월 설립한 글로벌 AI 핵심인재 양성을 위한 「인공지능 대학원」과 AI 연구의 집적화 클러스터의 중심축인 「인공지능 연구소」에 대한 개원식이 있을 예정이다. 또한, 이공주 대통령 과학기술 보좌관을 비롯하여, 변재일 국회의원(더불어민주당), 이화순 경기도 부지사, 이효건 삼성전자 부사장 등이 참여하여 정부와 기업의 AI선도전략과, 대학의 AI비전계획이 서로 맞물리면서 미래시대의 핵심이 될 Strong AI시대를 여는 첫 시도가 될 것으로 기대된다. 우리 대학은 이번 선포식에서는 AI core 전문인력양성을 위하여 인공지능학과, 인공지능연구소, 인공지능교육원, S센타(AI 컴퓨팅인프라)의 4개 기관을 신설하고, 학생들의 AI 역량함양을 위하여 대학과 대학원의 AI 공통 교과목 개설, 교양영역에 AI영역 추가, 비교과 영역확대를 골자로 하는 AI 연구와 교육에 대한 새로운 전략을 발표할 예정이다. 이번 발표되는 AI비전을 실천하기 위하여 성균관대는 교내 산재된 AI분야 학사조직을 재편하여 학부과정에 ▲인공지능융합전공 ▲데이터사이언스융합전공▲융합소프트웨어연계전공을 두고, 대학원과정에 ▲인공지능학과 ▲인공지능융합학과 ▲데이터사이언스융합학과 ▲빅데이터학과를 설치하는 구조개편을 단행하여 명실공히 세계최고수준의 글로벌 AI인재 양성소로서 면모를 갖출 예정이다. 우리 대학은 AI 연구역량에서도 세계최고 수준을 자랑하고 있다. 2019 英Times 세계대학평가 Computer Science분야 세계 87위, AI코어 전임교원 46명, AI융합 전임교원 100여명, 연구교수 31명, 박사급 전문인력 70명, 삼성전자를 비롯하여 Pascal Institute 등 39개 기업과 AI 산학협력네트워크를 구축하고 있다. 2018년에는 AI 관련 분야 40건(국제특허 5건)의 특허와 10건의 기술이전 성과를 보이는 등 글로벌 AI 연구허브기관으로 도약하고 있다. 신동렬 총장은 “세계최고 수준의 AI 교육프로그램과, 연구역량을 확보하여 글로벌 AI리딩 대학으로 발돋움 하고자 하는 것이 이번 AI 비전전략 선포식의 의미”라며 “미래언어인 AI를 이해하고 소통하는 이중언어자를 육성하여 4차 산업혁명을 선도하고 인류사회에 공헌하는 글로벌 리더가 될 수 있도록 AI 컴퓨팅 인프라와 우수교수확보, 교육과정 개발 등 전분야에 걸쳐 아낌없는 투자와 지원을 할 것”이라고 포부를 밝혔다.
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- 작성일 2019-11-14
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