경희대 오진영 교수팀, 차세대 전자피부 소자 개발…웨어러블 새 지평

▲경희대 화학공학과 오진영 교수 연구팀(왼쪽부터 공동 제1저자인 박선후, 정민우 대학원생, 교신저자인 오진영 교수)이 피부처럼 부드럽고, 자유롭게 늘어나는 환경에서도 안정적으로 작동하는 차세대 전자소자 기술을 개발했다. (사진=경희대)

경희대학교(총장 김진상) 화학공학과 오진영 교수 연구팀이 피부처럼 부드럽고 자유롭게 늘어나는 환경에서도 안정적으로 작동하면서 정보 저장과 논리 연산 기능을 동시에 수행할 수 있는 차세대 반도체소자 기술을 개발했다. 이번 연구 결과는 세계적 권위의 학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈(IF=15.7)’ 6월호에 게재됐다.

​

연구팀이 개발한 소자는 빛과 전기 신호에 따라 동작 상태를 제어하는 신축성 광전 메모리 트랜지스터다. 정보를 비휘발성으로 저장하는 동시에 회로의 논리 기능을 유연하게 전환할 수 있는 재구성형 로직-인-메모리(Reconfigurable Logic-in-Memory, R-LIM) 반도체 기술을 구현했다.

​

단순히 신호 감지에만 머물렀던 기존 전자피부 기술의 한계를 넘어, 데이터 저장과 연산을 하나의 소자 플랫폼 안에서 동시에 수행할 수 있어 피부 부착형 전자 시스템의 지능화 가능성을 크게 넓혔다.

▲재구성형 로직-인-메모리(Reconfigurable Logic-In-Memory, R-LIM) 기반 지능형 전자피부 연구. (A) 웨이퍼 규모로 구현된 신축성 광전 로직 소자 어레이. (B) 단일 소자(2T, 3T, 4T R-LIM)와 집적 소자(부분 집적 및 완전 집적) 간의 논리 기능 재구성 개념도. (사진=경희대)

개발된 소자는 최대 30%의 인장 변형과 반복적인 기계적 스트레스 조건에서도 안정적인 메모리 및 로직 반도체 특성을 유지하며 높은 기계적 안정성을 보였다. 연구팀은 4인치 웨이퍼 크기의 신축성 기판 위에서 R-LIM 시스템을 구현하며 대량 생산을 위한 집적성과 상용화 가능성을 입증했다.

​

오진영 교수는 “이번 연구로 전자피부가 단순한 센서를 넘어 데이터를 현장에서 직접 저장하고 처리하는 지능형 소프트 반도체 플랫폼으로 발전할 수 있음을 입증했다”며 “미래형 바이오 전자기기와 개인 맞춤형 헬스케어 시스템 구현을 위한 원천기술로 활용될 것”이라고 설명했다.

▲자유롭게 늘어나는 환경에서도 안정적으로 작동하는 차세대 전자소자 기술을 적용한 신축성 광전 로직 소자. (사진=경희대)

이번 연구는 한국연구재단, 한국산업기술기획평가원, 경기도(GRRC)의 지원을 받아 수행됐다.

​

최지호 기자 jhochoi51@irobotnews.com

저작권자 © 로봇신문 무단전재 및 재배포 금지