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Intelligent Electronic Materials Lab

전북대학교 신소재공학부 전자재료공학전공

이윤경 교수

Phase Change Memory

Atomic Layer Deposition

Bioresorbable Electronics

Intelligent Electronic Materials Lab

신소재공학부 전자재료공학전공 이윤경

Intelligent Electronic Materials Lab은 나노스케일 소재의 전자적 특성을 심층적으로 연구하여, 생체 신경계와 인간 지능에서 영감을 받은 새로운 컴퓨팅 패러다임을 구현하는 데 주력하고 있습니다. 연구실은 실리콘 및 다양한 복합 소재를 활용하여, 기존 컴퓨터와는 다른 방식으로 정보를 처리하는 메모리 및 프로세싱 소자를 개발하고 있습니다. 특히, 신경세포의 동적 특성을 모사하는 하드웨어를 설계함으로써, 인간 지능의 학습 능력과 높은 에너지 효율성을 시스템 수준에서 실현하고자 합니다. 이를 통해 바이오 통합 전자기기, 자율주행 차량 등 다양한 응용 분야에 적용 가능한 혁신적인 전자 소자 및 시스템을 연구하고 있습니다. 연구실의 또 다른 핵심 연구 분야는 정보의 수집, 처리, 저장 기능을 통합적으로 수행할 수 있는 차세대 전자 소자 개발입니다. 기존의 컴퓨터 구조를 뛰어넘어, 센서, 메모리, 프로세서의 경계를 허무는 새로운 하드웨어 아키텍처를 제안하고, 이를 실현하기 위한 다양한 나노 및 복합 소재 기반 소자 기술을 연구합니다. 이러한 연구는 인공지능, 사물인터넷, 자율주행 등 미래 산업의 핵심 기술 발전에 기여하고 있습니다. 초저전력, 고집적, 고신뢰성의 전자 시스템 개발을 통해, 사회 전반에 걸쳐 혁신적인 솔루션을 제공하는 것을 목표로 하고 있습니다. Intelligent Electronic Materials Lab은 앞으로도 첨단 전자 소자 및 시스템 연구를 선도하며, 미래 지능형 사회를 위한 핵심 기술 개발에 앞장설 것입니다.

Phase Change Memory
Atomic Layer Deposition
Bioresorbable Electronics
생체 모방 지능형 시스템을 위한 전자 소자
우리 연구실은 생물학적 신경계와 인간 지능에서 영감을 받은 새로운 컴퓨팅 패러다임을 실현하기 위해 전자 소자 개발에 집중하고 있습니다. 나노스케일 소재의 독특한 전자적 특성을 심도 있게 이해하고, 이를 바탕으로 메모리 및 프로세싱 소자를 설계하여 기존 컴퓨터와는 차별화된 방식으로 정보를 처리할 수 있는 시스템을 구축하고자 합니다. 이러한 연구는 실리콘뿐만 아니라 다양한 신흥 복합 소재를 통합하여, 신경세포의 역동적인 동작을 모사하는 하드웨어 구현에 초점을 맞추고 있습니다. 특히, 시스템 수준의 하드웨어를 통해 인간 지능의 학습 능력과 높은 에너지 효율성을 실제로 구현하는 것이 주요 목표입니다. 이를 위해 신경세포의 시냅스와 뉴런의 동작 원리를 모방한 메모리스터, 뉴로트랜지스터 등 첨단 소자 기술을 연구하고 있습니다. 이러한 소자들은 기존 반도체 소자와 달리, 정보의 저장과 처리를 동시에 수행할 수 있어, 차세대 인공지능 하드웨어의 핵심이 될 것으로 기대됩니다. 이러한 연구 성과는 바이오 통합 전자기기, 자율주행 차량 등 다양한 응용 분야에 활용될 수 있습니다. 예를 들어, 생체 신호를 직접 감지하고 처리하는 웨어러블 디바이스, 뇌-기계 인터페이스, 초저전력 인공지능 칩 등 혁신적인 기술 개발로 이어질 수 있으며, 미래 사회의 다양한 요구에 부응하는 지능형 전자 시스템의 기반을 마련하고 있습니다.
정보 수집, 처리, 저장이 가능한 차세대 전자 소자
본 연구실은 정보의 수집, 처리, 저장 기능을 통합적으로 수행할 수 있는 첨단 전자 소자 개발에 주력하고 있습니다. 기존의 컴퓨터 구조는 정보의 입력, 연산, 저장이 분리되어 있지만, 우리 연구실은 이 세 가지 기능을 하나의 소자 또는 시스템 내에서 구현함으로써, 정보 처리의 효율성과 속도를 극대화하는 새로운 하드웨어 아키텍처를 연구합니다. 이를 위해 다양한 나노소재와 복합소재를 활용하여, 센서, 메모리, 프로세서의 경계를 허무는 혁신적인 소자 구조를 설계하고 있습니다. 예를 들어, 신경망의 시냅스와 유사하게 동작하는 메모리스터 기반 소자나, 외부 자극에 반응하여 정보를 저장하고 처리하는 스마트 센서 등이 대표적입니다. 이러한 소자들은 인공지능, 사물인터넷, 자율주행 등 미래 산업의 핵심 기술로 각광받고 있습니다. 연구실의 이러한 노력은 기존 반도체 기술의 한계를 극복하고, 초저전력, 고집적, 고신뢰성의 전자 시스템 개발로 이어지고 있습니다. 앞으로도 정보의 통합적 처리와 저장이 가능한 차세대 전자 소자 연구를 통해, 다양한 산업 분야에서 혁신적인 솔루션을 제공할 수 있을 것으로 기대됩니다.
1
Bioresorbable pressure sensors protected with thermally grown silicon dioxide for the monitoring of chronic diseases and healing processes
J Shin, Y Yan, W Bai, Y Xue, P Gamble, L Tian, I Kandela, CR Haney,
Nature biomedical engineering, 2019
2
Advanced Materials and Devices for Bioresorbable Electronics
SK Kang, J Koo, YK Lee, JA Rogers
Accounts of chemical research, 2018
3
Mechanisms for hydrolysis of silicon nanomembranes as used in bioresorbable electronics
L Yin, AB Farimani, K Min, N Vishal, J Lam, YK Lee, NR Aluru, JA Rogers
Advanced Materials, 2015