연구소개

과제구성 및 연구내용

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1-2 초저전력 전자 융합 소자 및 응용시스템

연구참여자
Topic 1 : 초미세 전사 프린팅 기반 SERS 플랫폼 개발 국문
연구 참여자 (책임자)
  • 정연식 교수, 한국과학기술원 신소재공학과
연구목표
  • 블록 공중합체의 자기 조립 기술을 이용한 10 nm 이하 수준의 규칙적 금속 나노 구조물의 제조 기술 개발
  • 나노 전사 프린팅 기술을 통한 초민감 생체, 화학 센서 기판의 형성
연구내용
  • 나노 전사 프린팅 기술을 이용해 대면적의 SERS 기판 제작 및 특성 평가
    (8 인치급 기판 복제 및 전사를 통한 고부가가치 SERS 기판의 형성.)
  • 저비용 고효율의 SERS 플랫폼 개발.

기대효과
  • 질병의 조기 진단, 독성 인자의 검출 및 분석
  • 휴대용 센서로의 적용

Topic 2 : 기계식 전자소자
연구 참여자 (책임자)
  • 윤준보 교수, 한국과학기술원 전기 및 전자공학과
연구목표
  • 낮은 동작전압에서 높은 Ion을 가지며, Ioff는 0에 가까운 기초 소자인 기계식 전자소자 개발을 목표로 하며, 최종적으로 개발된 고성능의 새로운 소자를 통해 초저전력 분야에 응용하는 것을 목표로 한다.
연구내용
  • 기계식 전자소자 제작
    - 마이스크로 스케일에서 작용하는 힘을 고려하여 기계식 전자소자 디자인
    - 1V 이하의 낮은 동작전압을 얻기 위한 구조적, 재료적 연구 수행
    - 새로운 컨택 물질에 대한 연구를 수행하여 소자의 신뢰성 향상 (Cycle: 106이상)

기대효과
  • 낮은 전력 소모를 통해 기존 CMOS 기반의 전자 시스템 한계를 극복
  • 초저전력 신기능 전자소자 및 신개념 전자소자의 개발로 기존의 전자소자를 대체하는 차세대 소자로서의 시장 진입

Topic 3 : 초저전력 전자 융합 소자
연구 참여자 (책임자)
  • 최양규 교수, 한국과학기술원 전기 및 전자공학과
연구목표
  • 기존의 CMOS 공정기술을 바탕으로 우수한 성능 및 소비전력을 획기적으로 줄일 수 있는 신개념 전자소자의 개발.
연구내용
  • 기계적 스위치와 전기적 스위치가 합쳐진 나노선 기반의 CMOS/NEMS 융합 소자의 개발
  • 새로운 구조의 전면 게이트 (gate-all-around: GAA) 트랜지스터의 개발

기대효과
  • 초저전력 및 높은 신뢰성을 바탕으로 제품 수명 및 효율성 향상과 수명 연장
  • 전력 소모 감소와 내구성 증가로 인한 긍정적인 경제적 효과 창출
  • 초저전력 소자/공정/시스템과 관련된 특허와 원천 기술 확보를 통한 국가 경쟁력 제고
Topic 4 : 상시 환경 모니터링을 위한 무전원 분자 검출 시스템 개발
연구 참여자 (책임자)
  • 김형준 교수, 연세대학교 전기전자공학부
연구목표
  • 실생활 환경에서 상시 환경 모니터링이 가능한 무전원, 고민감, 대면적 분자 검출 시스템 제작을 목표로 함
연구내용
  • 상시 환경 모니터링을 위한 무전원 분자 검출 시스템 개발
    - 효율적 분자 검출을 위한 소재 합성 공정 개발 및 특성 평가
    - 무전원 분자 검출 소자 시제품 제작 및 특성 평가
    - 상시 환경 모니터링을 위한 무전원 분자 검출 시스템 구현

기대효과
  • 소재 합성 공정 개발을 통한 차세대 소재 분야의 선도적 입지 확보
  • 생활 환경, 화학 테러, 화재 등의 재난 상황 상시 모니터링 시스템으로 활용
Topic 5 : Dielectric Waveguide를 이용한 chip-to-chip 저전력 고속 유선 인터페이스
연구 참여자(책임자)
  • 배현민 교수, 한국과학기술원 전기 및 전자공학과
연구목표
  • 지난 수 십년간 금속 기반의 interconnect는 가격/전력 효율의 이점 때문에 고속 유선 통신에 널리 사용되었다. 그러나 통신 속도가 점차 증가하면서 skin effect로 인한 근본적 한계에 다다르고 있다. 이에 따라 optical interconnect가 대체 기술 로 떠오르고 있지만 광범위하게 이용되기에는 엄청난 전력 소모와 함께 현실적으 로 불가능한 대체비용이 발생하고 있다. 이에 이 연구에서는 저전력 비용-효율적 인 단거리 (~m) 고속 유선 인터페이스 기술을 제안하고자 한다.
연구내용
  • 유전체 도파관을 이용한 저전력 고속 칩투칩 단거리(~m) 유선 인터페이스 개발
    - 적합한 도파관 구조, 규격 및 유전체 물질 연구
    - 도파관으로 신호 전달 효율을 최대화할 수 있는 Microstrip circuits 설계
    - mm-Wave 고주파 신호 전송을 위한 Package 설계
    - 저전력 CMOS 60GHz 송수신기 설계

기대효과
  • 100GE 칩투칩 인터페이스 및 차세대 400GE 시장에서 비용 효율적이고 전력 소모가 적은 유일한 솔루션
  • 데이터센터, 메모리링크, Thunderbolt/USB 등 고속 시리얼링크의 타깃 어플리케이션
Topic 6 : 고성능 칩내광연결을 위한 집적 나노포토닉 광원
연구 참여자(책임자)
  • 유경식 교수, 한국과학기술원 전기 및 전자공학과
연구목표
  • 반도체 광원 및 집적 광소자의 응용을 통하여 스마트 센서 플랫폼 내에서 응용되는 초고 속 데이터 전송 집적 소자의 구현을 목표로 한다.
연구내용
  • 반도체 레이저의 크기 및 성능의 한계연구
  • 반도체 레이저의 집적 방안 및 전자소자와의 연동 방안 연구

기대효과
  • 스마트 센서 시스템 및 3차원 집적 시스템에서의 광학 신호 전달 및 자료 저장
  • 생화학적 센서 및 이미징 방면으로 응용 가능
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