Laboratory of Semiconductor Materials

정보전자신소재공학과 이홍섭

경희대학교 Laboratory of Semiconductor Materials 연구실은 차세대 반도체 소자 및 신소재 개발을 선도하는 연구실로, 멤리스터(Memristor), 멤트랜지스터(Memtransistor) 등 뉴로모픽 하드웨어 구현을 위한 핵심 전자소자와 소재 연구에 집중하고 있습니다. 본 연구실은 전이금속 산화물, 2차원 전자재료, 알칼리 이온 도핑 산화물 등 다양한 소재를 기반으로, 저전력·고신뢰성·고집적 특성을 갖는 차세대 인공지능 하드웨어 플랫폼을 개발하고 있습니다. 특히, 크로스바 어레이 구조와 같은 집적 아키텍처에서 발생하는 스니크 커런트(sneak current) 문제를 해결하기 위해 셀프-정류(Self-Rectifying) 특성을 갖는 멤리스터 및 인터페이스 타입 소자 개발에 주력하고 있습니다. 또한, 원자층 증착(Atomic Layer Deposition), 광화학 증착(Photochemical Metal-Organic Deposition) 등 첨단 박막 공정 기술을 활용하여 균일하고 재현성 높은 박막을 구현하고, 하부전극 설계 및 도핑 제어를 통해 소자의 신뢰성과 내구성을 극대화하고 있습니다. 연구실은 방사광 가속기 기반의 X-선 분광, 전자현미경, 스펙트로마이크로스코피 등 첨단 분석기술을 적극적으로 활용하여 소재의 전자구조, 결함, 계면 특성 등을 정밀하게 규명하고 있습니다. 이를 통해 멤리스터 및 멤트랜지스터 소자의 저항변화 메커니즘, 이온 이동 경로, 도핑 효과 등 근본적 원리를 밝히고, 이론적 시뮬레이션과 연계하여 소재 및 소자 구조를 최적화하고 있습니다. 본 연구실의 연구성과는 국내외 특허, SCI급 논문, 산학협력 프로젝트 등에서 그 우수성을 인정받고 있으며, 실제로 개발된 멤리스터/멤트랜지스터 소자는 이미지 인식, 패턴 인식, 자율주행, 웨어러블 AI 등 다양한 응용 분야에서 높은 인식률과 신뢰성을 입증하고 있습니다. 또한, 에너지 하베스팅, 광센서, 유연 전자소자, 차세대 메모리 등 다양한 전자 및 정보소자 분야로 연구를 확장하고 있습니다. 앞으로도 본 연구실은 혁신적인 소재 및 소자 기술 개발을 통해 미래 반도체 및 인공지능 하드웨어 산업의 핵심 원천기술을 선도하고, 에너지 효율적이고 고성능의 차세대 전자소자 구현에 기여할 것입니다.