AI 전력난 게임 체인저될까''''반도체 '엑시톤 ' 83배 증폭 첫 발견 작성일 04-03 27 목록 <div id="layerTranslateNotice" style="display:none;"></div> <strong class="summary_view" data-translation="true">POSTECH, 반도체 내부 ‘에너지 지형’ 나노 수준 스위치 제어 성공</strong> <div class="article_view" data-translation-body="true" data-tiara-layer="article_body" data-tiara-action-name="본문이미지확대_클릭"> <section dmcf-sid="4GC2XFwav1"> <p contents-hash="6da4c7396714cf49fd06be8f70d2947e0446a037d0c902d446e106aa40a0b394" dmcf-pid="8FWQ0zhDC5" dmcf-ptype="general">(지디넷코리아=박희범 기자)인공지능(AI) 데이터 센터 난제인 전력 문제를 해결할 실마리가 제시했다.</p> <p contents-hash="1cbafa6d614700cfb1f9744ca061b0d902c3f9564b23ce258d10d6e97f3176fb" dmcf-pid="63YxpqlwyZ" dmcf-ptype="general">POSTECH(포항공과대학교)은 박경덕 물리학과·반도체공학과·융합대학원·반도체대학원 교수 연구팀이 2차원 반도체 ‘엑시톤(exciton)’ 이동을 나노미터(10억분의 1m) 공간에서 정밀 제어하고, 이를 기존 대비 최대 8,300%까지 증폭시키는 물리 현상을 세계 처음 발견했다고 3일 밝혔다.</p> <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="fa031bcff05d1c9d4be317361d3b4ddcfc42b876afa67cb2b8fe18e1a53ecf18" dmcf-pid="P0GMUBSryX" dmcf-ptype="figure"> <p class="link_figure"><img alt="엑시톤 증폭을 발견한 POSTECH 연구팀. 문태영 통합과정생(왼쪽)과 이형우 박사.(사진=POSTECH)" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202604/03/ZDNetKorea/20260403175834243njpf.jpg" data-org-width="639" dmcf-mid="Vlr7vGNdlF" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img1.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202604/03/ZDNetKorea/20260403175834243njpf.jpg" width="658"></p> <figcaption class="txt_caption default_figure"> 엑시톤 증폭을 발견한 POSTECH 연구팀. 문태영 통합과정생(왼쪽)과 이형우 박사.(사진=POSTECH) </figcaption> </figure> <p contents-hash="8bf0c65a78487e3d3f1b69e9d5face0d24e0296a744947a5367cf976779e819a" dmcf-pid="QpHRubvmvH" dmcf-ptype="general">반도체는 전자 흐름을 이용해 정보를 전달한다. 하지만 전자가 이동할수록 열이 발생하고, 이는 곧 에너지 손실과 성능 저하로 이어진다. 실제 AI 데이터센터는 도시 하나에 맞먹는 전력을 소비할 정도로 에너지 문제가 심각하다.</p> <p contents-hash="b033ba80f2384abfb25353a1df0c0deb63c45db2ac86b97f1159927edf203050" dmcf-pid="xUXe7KTshG" dmcf-ptype="general">이러한 한계를 극복할 대안으로 주목받는 것이 바로 ‘엑시톤’이다. 엑시톤은 반도체 내부에서 빛과 전자 성질이 결합된 입자다. 전기적으로 중성이기 때문에 이동 과정에서 열 발생이 거의 없다. 이 때문에 차세대 초저전력 정보 전달 매개체로 주목받고 있다.</p> <p contents-hash="b1ff50741f1c7a925d6e634e7b6315ec8ac4d5c5dd81e74e12debf49778e8e95" dmcf-pid="yAJGkmQ9SY" dmcf-ptype="general">그러나 엑시톤은 원하는 방식으로 정밀하게 제어하는 것이 매우 어려워 실제 소자 응용에 제약이 많았다.</p> <p contents-hash="26b5573bb385422df5b81d0ef5e6f5d08f0101a1fa08d1c0cecd06546a5900f0" dmcf-pid="WciHEsx2CW" dmcf-ptype="general">연구팀은 이를 빛과 전기를 나노미터 수준에서 자유롭게 다룰 수 있는 새로운 방식의 나노 공진 분광 기술을 개발, 해결했다. 이 기술을 이용하면 빛과 전기장이 최첨단 반도체 공정의 최소 선폭 정도의 초미세 공간에 모이면서, 반도체 내부 ‘에너지 지형’을 나노 공간에서 정밀하게 제어하고 동시에 관측할 수 있다.</p> <p contents-hash="3e9c9bf691b994447b9dfe61bb783aa1b092dc938d166da7082699fa72b240ac" dmcf-pid="YknXDOMVly" dmcf-ptype="general">연구를 주도한 이형우 박사는 "이 방법으로 특정 영역에 엑시톤을 집중시켰고, 그 과정에서 기존 이론과는 다른 흥미로운 현상을 발견했다"며 "좁은 공간에 모인 엑시톤들이 서로 밀어내며, 오히려 더 빠르고 강하게 바깥으로 퍼져나가는 것을 확이했다"고 설명했다.</p> <p contents-hash="4edbcb2f4df41ed44c69b45ebecd8cfa90107bd375d729d75f987b6afc763f5a" dmcf-pid="GELZwIRfhT" dmcf-ptype="general">연구팀은 이 현상이 단순히 엑시톤 개수가 많아서가 아니라, 엑시톤이 얼마나 가파르게 몰려 있는지를 나타내는 ‘밀도 기울기’에 의해 결정된다는 사실을 밝혀냈다. 이를 통해 기존 방식 대비 최대 8,300%에 달하는 엑시톤 확산 증폭 효과를 입증했다.</p> <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="94e31ac422cd0c2b15a18ad71799de591dbd63dcfa51427dd2b7e7d6ccb3660e" dmcf-pid="HDo5rCe4Tv" dmcf-ptype="figure"> <p class="link_figure"><img alt="2차원 반도체 위에 초미세 금속 팁을 정밀하게 배치, 나노미터 공간에서 8,300%의 엑시톤 흐름 증폭 현상이 가능함을 묘사한 그림.(사진=POSTECH)" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202604/03/ZDNetKorea/20260403175835561dotr.jpg" data-org-width="640" dmcf-mid="fDo5rCe4Tt" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img2.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202604/03/ZDNetKorea/20260403175835561dotr.jpg" width="658"></p> <figcaption class="txt_caption default_figure"> 2차원 반도체 위에 초미세 금속 팁을 정밀하게 배치, 나노미터 공간에서 8,300%의 엑시톤 흐름 증폭 현상이 가능함을 묘사한 그림.(사진=POSTECH) </figcaption> </figure> <p contents-hash="c9b906205e181a0a1c0373343f5754514ec12aa9ffbf2d81103a5fb56dd63cae" dmcf-pid="XRVsdoqFlS" dmcf-ptype="general">또한 이 현상은 전압만으로 실시간 제어가 가능하다는 것도 확인했다. 스위치를 켜고 끄듯, 전압을 조절하는 것만으로 엑시톤 이동 방향과 세기를 자유롭게 바꿀 수 있어, 향후 반도체 칩 내부에서 정보를 빠르고 효율적으로 전달하는 기술로 이어질 가능성이 클 것으로 연구팀은 내다봤다.</p> <p contents-hash="e475a35ed7bb0ce9e7ebc660422363245c06a81f1947ac27fdec3e4c69069eb1" dmcf-pid="ZefOJgB3ll" dmcf-ptype="general">박경덕 교수는 "기존 전자 기반 회로를 넘어, 빛과 입자 특성을 동시에 활용하는 새로운 형태의 ‘엑시톤 회로’ 구현 가능성을 보여준다"고 덧붙였다.</p> <p contents-hash="09fd79620555c9e4bb37cd7ab6435891cad2683406063b5f9f81d8a0fd33cf3d" dmcf-pid="5d4Iiab0lh" dmcf-ptype="general">이 기술 활영 분야는 AI 데이터센터 초저전력 인터커넥트, 고효율 광전자 소자, 차세대 태양전지 등이다.</p> <p contents-hash="d5bd37f3f519edcf7f3924078f135eea6c03df892932378235694a7d54bb9e6f" dmcf-pid="1J8CnNKpTC" dmcf-ptype="general">연구결과는 국제학술지 ‘네이처 머티리얼즈’에 게재됐다.</p> <p contents-hash="01e17dde4b08013cb0dd50ea1bd892a07eaf9ddd06cf02d089fa988114b7f0fc" dmcf-pid="ti6hLj9UTI" dmcf-ptype="general">박희범 기자(hbpark@zdnet.co.kr)</p> </section> </div> <p class="" data-translation="true">Copyright © 지디넷코리아. 무단전재 및 재배포 금지.</p> 관련자료 이전 모델 출신 신재은, 출산→'4잡' 뛰고있었다…"순수익만 3천만 원" ('원마이크') 04-03 다음 K-라드큐브, 국내 큐브위성 최장 6.8만㎞ 신호 수신…성공 여부는 '48시간 고비' 04-03 댓글 0 등록된 댓글이 없습니다. 로그인한 회원만 댓글 등록이 가능합니다.
