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- IBS 나노구조물리연구단 주도 - 2차원 나노물질로 ‘터널링 메모리’ 개발
- 인간 뇌 닮은 메모리 소자 개발…“미래엔 ‘알파고 폰’ 나올 수도” IBS 나노구조물리연구단 주도…그래핀 등 2차원 나노물질로 ‘터널링 메모리’ 개발 지난 3월, 이세돌을 꺾은 구글의 인공지능(AI) ‘알파고’는 1200여개의 컴퓨터 CPU(중앙처리장치)를 가동하면서도 시간당 56킬로와트(kW) 전력을 소비하며, 시간당 불과 20와트(W)의 에너지를 소모하는 저전력·고성능 AI라는 점에서 눈길을 끌었다. 이는 알파고에 적용된 특별한(?) 소프트웨어(SW) 덕이다. 기존 컴퓨터는 수학 계산 등 순차적 계산에 빠르지만, AI가 요구하는 병렬 계산에는 적합하지 않다. 하지만 알파고는 특수한 SW를 적용해 병렬 계산이 가능하게 디자인됐다. 학자들은 이 같은 병렬 계산을 메모리 단에서 가능토록 만든다면 작은 스마트폰에서도 알파고의 기능을 구현할 수 있을 것으로 내다보고 있다. 국내 연구진이 이러한 상상을 현실화할 차세대 메모리 소자를 개발했다. 인간의 뇌 속에서 정보를 전달하고 기억을 저장하는 시냅스(좌측)와 연구진이 개발한 2전극 메모리 소자(우측 하단)/자료=IBS 기초과학연구원(IBS) 나노구조물리연구단(단장 이영희, 성균관대 물리학과 교수)과 유우종 성균관대 전자전기공학부 교수로 이뤄진 공동연구진은 그래핀 등 2차원 나노소재들로 인간의 뇌 속 시냅스를 모방한 ‘터널링 메모리(TRAM)’ 반도체 소자 구현에 성공했다고 밝혔다. 인간의 뇌 속 시냅스(신경세포에 달린 수천, 수만의 가지를 이어 신호를 주고받는 부위)는 소자의 전극에 해당하는 2개의 돌기로 신호를 주고받으며, 신호의 잔상을 남겨 기억을 저장한다. 인간의 뇌는 이 같은 시냅스 시스템을 기반으로 적은 에너지로도 고도의 병렬연산을 빠르게 처리할 수 있다. 연구진은 이 같은 시냅스 구조를 모방한 메모리를 개발하기 위해 기존의 메모리 하드웨어 구조를 새롭게 설계했다. 연구진은 먼저 기존 3개의 전극을 갖는 플래시 메모리 구조에서 ‘저장 전극’(Gate)을 없애고, 그 대신 2개의 전극(Drain, Source)으로 신호 전달 및 저장을 동시에 수행토록 해 시냅스처럼 작동하는 터널링 메모리를 구현했다. 연구진에 따르면 터널링 메모리는 2차원 나노물질인 그래핀과 육각형 질화붕소(h-BN), 이황화몰리브덴(MoS2)을 쌓아올리는 방식으로 만들어졌다. 그래핀은 전기 전도성과 열전도도가 좋은 탄소소재, 육각형 질화붕소는 기판과 전자소재 및 소자간의 상호작용을 최소화해 소재 및 소자의 성능을 온전히 유지 시킬 수 있는 신물질, 이황화몰리브덴은 전자 및 광전자 소자에 활용이 가능한 신소재다. 연구진에 따르면 터널링 메모리 구조는 상용화돼 있는 실리콘 메모리에도 곧바로 적용이 가능하다. 또 소비 전력이 낮고, 물질적 안정성이 높으며, 신축성이 좋은 2차원 나노물질만을 사용해 기존 메모리 소자(PRAM, RRAM) 대비 1000배 높은 신호 정밀도와 고무와 같은 신축성을 지원한다. 이 때문에 터널링 메모리는 향후 웨어러블(착용형) 기기에도 적용할 수 있을 것으로 기대된다. 이영희 단장은 “앞으로 터널링 메모리를 시냅스로 사용해 뇌세포의 신호 전송 방식을 그대로 모방한 시스템을 개발할 예정”이라며 “후속 연구가 완성되면 스마트폰과 같은 작은 디지털기기에서 알파고와 같은 AI 기능을 구현할 수 있을 것”이라고 말했다. 이번 연구성과는 국제 학술지인 ‘네이처 커뮤니케이션즈’ 에 게재됐다.
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- 작성일 2016-11-24
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- 싱가폴 영재과학고교학생 자연과학대학/화학과 방문
- 싱가폴 National Junior College (영재과학고등학교) 방문단이 2016년 11월 15일(화) 자연과학대학 및 화학과를 방문하였다. 이번 방문은 경기과학고등학교와 우리 대학의 협력관계를 바탕으로, 경기과학고등학교와 교류협정을 맺고 있는 싱가폴 NJC 교사 2명과 학생 6명이 경기과학고등학교 인솔교사와 함께 방문한 것으로서 13시 30분부터 성균관대학교에 대한 소개를 시작으로 알리미가 진행하는 캠퍼스투어, 화학과 연구실 견학으로 구성 되었다. 본교는 경기과학고등학교와 교류협정을 2009년 체결한 바 있으며 이를 바탕으로 Research and Education (R&E) 프로그램 등 다양한 형태의 교류를 이어오고 있다.
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- 작성일 2016-11-16
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- 송천ㆍ효천 장학회 장학증서 수여식 거행
- 송천ㆍ효천 장학회 장학증서 수여식 거행 2016년 11월 10일 오전 10시 30분에 성균관대학교 자연과학캠퍼스 화학관 2층 교수회의실에서 송천 장학회(류덕희동문/화학56)와 효천 장학회(조규학동문/화학57)의 장학증서 수여식이 거행되었다. 이 날 수여식에서 (화학)송천 장학생으로 선발된 3명의 학부생(화학과 강민선/서정민/차병준)에게 각 3백만원의 장학금과 송천재단 장학생으로 선발된 3명의 학부생(화학과 김주현/이향석/이동성)에게 각 3백만원의 장학금을 전달하였고, 효천 조규학 장학생으로 선발된 4명(화학과 최예영/황희연/남지윤/박주노)에게 각 등록금 전액의 장학금을 전달 하였다. 더불어 화학과의 교수들도 참석하여 장학생들에게 격려의 말을 전했다. 장학금 수여식에서 류덕희동문과 조규학동문은 ‘지식을 바탕으로 지혜를 쌓아 국가에 이바지 하는 세계적인 화학자가 되어야 하며 어떠한 어려움에도 흔들리지 않도록 인내심을 키우고 간절함으로 꿈을 이루어 가길 바란다’라고 격려하였다. 류덕희 회장 조규학 회장 출처: 성균관대학교 공식 홈페이지
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- 작성일 2016-11-14
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- Universiti of Teknologi Petronas 자연응용과학과 교수 방문단 접견
- 말레이시아 Universiti of Teknologi Petronas (UTP) Fundamental and Applied Science Department의 교수 방문단(Hanita Daud 학과장, Sarat Dass 교수)이 2016년 11월 9일(수) 자연과학대학을 방문하여 권영욱 자연과학대학장, 천창범 수학과장, 최우석 물리학과 교수, 행정실 김규석 주임과 미팅을 갖고 학생교환, 인턴십 프로그램 등 교류프로그램 개발에 대하여 논의 하였다. UTP는 우리 대학과 2014년 전체대학차원의 학술‧학생교류를 협정을 체결하였으며, 이번 방문을 계기로 하여 자연과학분야에서 학생교류프로그램이 활성화 될 수 있을 것으로 기대된다.
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- 작성일 2016-11-10
- 조회수 8499
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- IBS 나노구조물리연구단(단장: 물리학과 이영희 교수) 주도… 2차원 나노물질로 ‘터널링 메모리’ 개발
- 인간 뇌 닮은 메모리 소자 개발…“미래엔 ‘알파고 폰’ 나올 수도” IBS 나노구조물리연구단 주도…그래핀 등 2차원 나노물질로 ‘터널링 메모리’ 개발 지난 3월, 이세돌을 꺾은 구글의 인공지능(AI) ‘알파고’는 1200여개의 컴퓨터 CPU(중앙처리장치)를 가동하면서도 시간당 56킬로와트(kW) 전력을 소비하며, 시간당 불과 20와트(W)의 에너지를 소모하는 저전력·고성능 AI라는 점에서 눈길을 끌었다. 이는 알파고에 적용된 특별한(?) 소프트웨어(SW) 덕이다. 기존 컴퓨터는 수학 계산 등 순차적 계산에 빠르지만, AI가 요구하는 병렬 계산에는 적합하지 않다. 하지만 알파고는 특수한 SW를 적용해 병렬 계산이 가능하게 디자인됐다. 학자들은 이 같은 병렬 계산을 메모리 단에서 가능토록 만든다면 작은 스마트폰에서도 알파고의 기능을 구현할 수 있을 것으로 내다보고 있다. 국내 연구진이 이러한 상상을 현실화할 차세대 메모리 소자를 개발했다. 인간의 뇌 속에서 정보를 전달하고 기억을 저장하는 시냅스(좌측)와 연구진이 개발한 2전극 메모리 소자(우측 하단)/자료=IBS (왼쪽부터)기초과학연구원(IBS) 나노구조물리연구단(단장 이영희, 성균관대 물리학과 교수), 유우종 성균관대 전자전기공학부 교수/사진=IBS 기초과학연구원(IBS) 나노구조물리연구단(단장 이영희, 성균관대 물리학과 교수)과 유우종 성균관대 전자전기공학부 교수로 이뤄진 공동연구진은 그래핀 등 2차원 나노소재들로 인간의 뇌 속 시냅스를 모방한 ‘터널링 메모리(TRAM)’ 반도체 소자 구현에 성공했다고 2일 밝혔다. 인간의 뇌 속 시냅스(신경세포에 달린 수천, 수만의 가지를 이어 신호를 주고받는 부위)는 소자의 전극에 해당하는 2개의 돌기로 신호를 주고받으며, 신호의 잔상을 남겨 기억을 저장한다. 인간의 뇌는 이 같은 시냅스 시스템을 기반으로 적은 에너지로도 고도의 병렬연산을 빠르게 처리할 수 있다. 연구진은 이 같은 시냅스 구조를 모방한 메모리를 개발하기 위해 기존의 메모리 하드웨어 구조를 새롭게 설계했다. 연구진은 먼저 기존 3개의 전극을 갖는 플래시 메모리 구조에서 ‘저장 전극’(Gate)을 없애고, 그 대신 2개의 전극(Drain, Source)으로 신호 전달 및 저장을 동시에 수행토록 해 시냅스처럼 작동하는 터널링 메모리를 구현했다. 출처: http://www.mt.co.kr/view/mtview.php?type=1&no=2016090210183215707&outlink=1
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- 작성일 2016-11-01
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- 화학과-겐트대학교글로벌캠퍼스 학술세미나 개최
- 자연과학대학 화학과는 2016년 10월 26일(수) 화학관 330118강의실에서 벨기에 겐트대학교의 송도 글로벌캠퍼스(GUGC) 화학분야 연구자를 초빙하여 학술세미나를 개최하였다. 이번 학술세미나에 초청 된 GUGC의 Francis Verpoort와 Philippe Heynderickx는 각각 “Defect creation via synthesis procedure in metal-organic frameworks”와 “Modeling of chemical and physical processes: towards a quantitative engineering approach-practical applications”를 주제로 발표하였으며, 화학과 교원과 대학원학생 약 30명이 참석하여 두 연구자의 연구 분야와 성과를 공유하는 기회를 가졌다. 본 세미나는 지난 9월 23일 본교 자연과학캠퍼스와 GUGC 간 개최된 공동워크숍를 계기로 하여 화학분야에 특화된 학술적 교류 및 공동연구에 대한 진전을 위하여 개최된 것으로서, 앞으로 화학분야에서 GUGC와 다양한 형태의 실질적인 교류가 가능해질 것으로 예상된다.
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- 작성일 2016-10-28
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- 온라인 공개강좌 서비스(K-MOOC), 생명과학과 이우성교수 ' 생명의 과학 - 생명, 그 신비에의 도전 '
- MOOC(Massive Open Online Course)란 온라인을 통해서 누구나, 어디서나, 원하는 강의를 무료로 들을 수 있는 온라인 공개강좌 서비스로, 2015년 한국형 무크(K-MOOC)는 10개 국내 유수대학의 총 27개 강좌를 시작하였으며, 자연과학대학 생명과학과 이우성 교수가 ' 생명의 과학 - 생명, 그 신비에의 도전 ' 강의를 진행 중이다. [프로필] 연세대학교 생물학과, 학사 미국 루이지애나 주립대, 박사(분자생물학) 성균관대 자연과학대학 학장 한국연구재단 생명공학 전문위원 농촌진흥청 중앙심의위원 SBS/한국교육개발원 대학우수강의 선정 성균관대 Teaching Fellow 선정 [저.역서] 생명과학 강의노트 (바이오 사이언스) [강좌 바로가기] 자세한 강의계획 및 수강신청은 아래 링크에서 확인 가능 http://www.kmooc.kr/courses/course-v1:SKKUk+SKKU_GEDN012.01k+2016_SKKU03/about
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- 작성일 2016-10-26
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- 화학과 류도현 교수 연구팀 순수 유기염료를 이용한 고효율 얇은 박막 태양전지의 개발
- 순수 유기염료를 이용한고효율 얇은 박막 태양전지의 개발 화학과 류도현 교수 연구팀, 세계 최고 9.1% 빛에너지 전환효율 달성 기존 광활성층 두께 10마이크로미터 대비 5배 개선 2마이크로미터 이하 태양전지 개발 향후 실내에서도 작동가능한 태양광 발전시스템 발전 가능성 열어 □ 성균관대학교(총장 정규상)는 화학과 류도현 교수 연구팀과 울산과학기술대학교 권태혁 교수팀이 공동으로 새로운 인돌린계 염료를 합성하고 이를 얇은 박막 염료감응형 태양전지에 응용해 세계 최고 효율에 성공했다고 밝혔다. □ 이번 연구는 소재분야 세계적 학술지인 '어드밴스드 펑셔날 머티리얼즈(Advanced Functional Materials, IF: 11.382)' 에 지난 10일자 표지 논문(논문명: Photoactive Thin Films: Indoline-Based Molecular Engineering for Optimizing the Performance of Photoactive Thin Films)으로 선정됐다. □ 류 교수팀은 이번 연구에서 순수 유기물질인 새로운 인돌린 염료들을 합성 하였고 이들을 광활성층의 두께가 2 마이크로미터(μm) 이하인 얇은 박막 염료감응 태양전지에 적용하여 세계 최고인 9.1% 광에너지 전환 효율을 달성하였다. 또한 평면구조를 가진 유기염료들의 알킬 사슬 길이와 효율의 상관관계 메커니즘을 규명하여 향후 고효율 박막 태양전지 개발에 방향을 제시해주었다. □ 투명성 및 다채로운 배색과 유연성을 가지며 실내에서도 작동 가능한 염료감응형 태양전지는 건물 일체형 태양광 발전 시스템(BIPV)에 적합하여 많은 연구자들의 관심을 받아왔다. 이를 위해서는 높은 효율의 얇은 박막형 염료감응형 태양전지 개발이 매우 중요한 부분으로 인식되어 왔다. 그러나 지금까지 개발된 유기염료들은 10마이크로미터(μm) 이상의 두꺼운 박막에서 높은 에너지 전환효율을 보여 비용효율 측면에서 바람직하지 못한 상황이었다. □ 이번 연구를 주도한 성균관대 류도현 교수는 “이번 연구의 의의는 그동안 두꺼운 박막에서 고효율을 보이던 유기염료들의 단점을 극복하여 얇은 박막에서 고효율을 가진 새로운 유기 염료감응 태양전지를 개발한 것”이라며 “또한 처음으로 평면구조를 가진 유기염료에 붙은 알킬사슬의 길이가 광에너지 전환 효율에 어떻게 영향을 주는지를 밝힘으로써 새로운 유기염료 구조의 디자인에 나아가야할 방향을 제시해주었다”이라고 밝혔다. □ 이 연구는 미래창조과학부와 한국연구재단이 추진하는 중견연구자 지원사업의 지원으로 수행되었다. <류도현 화학과 교수> <논문 참고 사진> 출처: 성균관대학교 공식홈페이지 > 대학생 활> 성균광장 > 성대뉴스
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- 작성일 2016-10-21
- 조회수 8825
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- 생명과학과 윤환수 교수, 해양홍조식물과 육상식물의 평행진화를 최초 규명
- 생명과학과 윤환수 교수, 해양홍조식물과 육상식물의 평행진화를 최초 규명 “해양홍조류와 육상식물 엽록체로부터 진화비밀을 밝히다” □ 해양 홍조류 50여종의 엽록체 유전체와 기존에 보고된 육상식물 800여개의 엽록체를 비교분석하여 평행진화를 규명한 논문이 최근 ‘비엠씨 바이올로지 (BMC Biology: IF 6.967/2015~2016)’에 9월 2일(금) 온라인판에 게재됐다. □ 본 논문은 성균관대 윤환수 교수 (생명과학과, 교신저자)와 해당 연구실 소속의 이준모 (제1저자), 조충현, 박승인 대학원생과 최지원, 송현석 학부학생들이 참여하였다. 논문 제목은 ‘Parallel evolution of highly conserved plastid genome architecture in red seaweeds and seed plants (국문명: 해양 홍조식물과 육상 종자식물의 엽록체에서 독립적으로 발생된 평행진화)다. □ 홍조류와 육상식물을 포함한 녹색식물은 하나의 공통조상에서 기원한 자매군 식물들로 수억 년 전에 진정홍조류와 종자식물로 각각 분화하였다. 해양 진정홍조와 육상 종자식물은 오랜 진화역사와 서식처 차이에도 불구하고 단지 세 개의 독특한 엽록체 구조를 가지고 있다. 이는 진정홍조류와 종자식물이 성공적인 생식방법을 통해 매우 빠르게, 독립적으로 분화하면서 엽록체 구조가 안정화되는 방향으로 진화한 것이다. 윤환수 교수는 이러한 연구를 통해 “생물의 진화는 그 과정이 서로 다를지라도 일정한 방향성이 있다”라고 제시했다. □ 이 연구는 해양수산부의 다부처유전체사업, 농촌진흥청의 바이오그린21사업과 연구재단의 중견연구지원 사업 및 교육부의 글로벌박사 펠로우십사업(이준모)으로 수행됐다. (a)윤환수 교수 / (b)홍조류 Smithora (김, 우뭇가사리 등이 홍조류에 포함됨) / (c)진정홍조류에서 R1-, R2-, R3-type으로 구조적으로 안정된 엽록체가 발견됨 출처: 성대뉴스(전략기획홍보팀)
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- 작성일 2016-10-19
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- 화학과 김지만 교수, 리튬이온전지용 新 나노전극 소재 개발
- 리튬이온전지용 新 나노전극 소재 개발 - 3차원 다공성 구조를 갖는 주석•코발트 합금 음극소재 합성 기술 개발 - 기존의 흑연 소재 대비 2배 이상의 리튬 저장 용량 및 구조적 유연성 확보 - 고용량 고출력 리튬이온전지용 전극 소재를 개발하는데 활용될 수 있을것으로 기대 자연과학대학 화학과 김지만 교수 연구팀은 충방전과정 중 발생하는 전극 소재의 부피변화를 제어할 수 있는 주석계 합금 나노 소재 기술을 개발하였다. 리튬이온전지는 지난 20년 동안 괄목할 만한 성능 향상을 보여왔으며, 현재까지 휴대전자기기의 개발 및 보급에 결정적인 기여를 하였다. 하지만 리튬이온전지의 고에너지밀도화를 가능하게 하기 위해서는 상용화된 흑연 음극 소재의 이론적 용량 한계(372 mAh/g)를 극복하고 고용량 및 고안정성을 구현할 수 있는 음극소재를 개발하는 것이 필수적이다. 기존 음극소재인 흑연 전극을 대체할 고용량 소재의 후보로서 금속계 소재(실리콘, 게르마늄, 주석 등)에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 하지만 충•방전시 수반되는 전극 소재의 큰 수축과 팽창(~300%)이 전극의 분말화(pulverization) 및 균열(cracking)을 초래하여 전지의 성능이 저하되고, 수명이 짧아지는 원인이 되고있다. 연구진은 주석(Sn)과 코발트(Co)를 이용하여, 두께가 5 nm(머리카락의 만분의 1)에 불과한 규칙적인 벌집 형태의 합금을 성공적으로 합성하였고, 리튬이온전지용 음극 소재로 적용하여 성능을 크게 향상시켰다. 합성된 주석•코발트 합금 음극소재는 흑연 소재 대비 2배 이상의 리튬 저장 용량을 발현할 뿐만 아니라, 리튬과 반응성이 없는 코발트가 주석 입자 주위에 분포되어 있고 동시에 3차원 다공성 구조로 되어있어 반복적으로 충•방전을 할 때 체적변화를 완화하는 역할을 하게 된다. 또한 방사광가속기(Synchrotron Radiation)을 이용한 실시간 X-선 소각산란분석 (In Operando Small Angle X-ray Scattering Analysis)를 통하여 전극 소재 내부의 체적변화를 관측한 결과, 충전시 41%에 불과한 부피 팽창율을 보일 뿐만 아니라 수 사이클 하에도 구조적 유연성을 유지하는 것을 확인할 수 있었다. 이번 연구 결과는 정교한 전극 소재 설계를 통해 전지의 수명 저하 문제를 해결할 수 있는 가능성을 보여주며, 고용량 고출력 리튬이온전지용 전극 소재를 개발하는데 활용될 수 있을것으로 기대된다. 본 연구에는 성균관대 에너지과학과 윤원섭 교수 및 한양대 에너지공학과 김한수 교수 연구팀이 공동으로 참여하였으며, 연구 결과는 소재 과학분야 세계적 권위의 학술지 'Advanced Functional Materials'에 5월 3일자 표지논문으로 게재됐다. 논문 제목 : Discovering Dual-Buffer Effect on Lithium Storage: Durable Nanostructure of Ordered Mesoporous Co-Sn Intermetallic Electrode 원문: SKKU Research Stories http://www.skku.edu/new_home/etc/research/research13.html
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- 작성일 2016-10-18
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