동국대는 권순철 에너지신소재공학과 교수 연구팀이 박유신 전북대 교수 연구팀, 한국과학기술연구원(KIST), 서강대 연구팀과 협업한 공동연구에서 전기 없이 빛만으로 모든 기본 논리연산을 수행하는 단일 소자 광컴퓨팅 기술 개발에 성공했다고 19일 밝혔다.

기존 전자식 반도체 기반 연산 방식은 △높은 전력 소모 △발열 △복잡한 회로 구조 △배터리 의존성 등 한계를 갖고 있었다. 이 때문에 전력을 거의 사용하지 않으면서 동시에 연산·센싱·판단을 수행할 수 있는 새로운 기술이 필요했다.

이번 연구의 핵심은 할라이드 페로브스카이트 내부에서 전하 이동을 정밀 제어해, 빛의 세기와 조사 위치만으로 전류 방향(±)을 전환하는 기술을 확립한 것이다.

이를 통해 기존 회로나 트랜지스터 없이 단일 소자만으로 모든 기본 논리연산 동작을 자유롭게 재구성할 수 있는 광컴퓨팅 소자를 구현했다.

개발된 소자는 △외부전원 없이 동작(0V 전압 상태에서도 기본 논리연산 수행) △소재 자체 특성으로 단일 소자에서 연산 기능 구현 △초저전력·고집적 특성 △실시간 센서-연산 융합 가능성 등의 특성을 갖고 있어 기대를 모은다.

권 교수는 "AI·IoT·자율주행 등 스마트 시스템이 급속히 확산하면서 배터리 환경에서도 스스로 판단·연산 가능한 초저전력 엣지 AI 기술이 산업계의 핵심 요구"라며 "전자 이동 대신 빛을 이용해 정보를 처리하는 광(光) 기반 컴퓨팅이 차세대 기술로 주목받고 있다. 그중 단일 소자에서 연산이 가능한 초저전력 광컴퓨팅 플랫폼 개발에 대한 산업적 필요성이 빠르게 증가하고 있다"고 설명했다.

관련 연구 성과는 재료과학 분야 세계적 권위지 'Advanced Materials' 최신 호에 게재됐다.

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