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최신현교수연구팀, 고신뢰성 인공 뉴런 소자 어레이와 이를 활용한 뉴로모픽 컴퓨팅 시스템 개발

  [전기및전자공학부 박시온 석박통합과정, 정학천 석박통합과정, 박종용 석사과정, 최신현 교수, 왼쪽부터]  

전기및전자공학부 최신현 교수 연구팀이 점진적 산소 농도를 갖는 금속산화물 층을 활용하여 우리 뇌의 뉴런 세포의 동작을 모사하는
* 고 신뢰성 차세대 저항 변화 소자(멤리스터어레이를 개발했다.  

 ☞ 멤리스터(Memristor): 입력에 따라 소자의 저항 상태가 바뀌는 소자. 입력 전압의 크기와 길이 등에 따라 소자 내부의 저항 값이 바뀌며 정보를 저장하거나 처리한다.

 
최 교수 연구팀은 기존의 전도성 필라멘트를 형성하여 불안정한 특성을 보이는 필라멘트 기반 방식에서 벗어나, 점진적인 산소 농도를 갖는 금속 산화물을 이용하여 안정적이고 신뢰성 높은 인공 뉴런 소자를 설계했다. 기존의 멤리스터 소자가 낮은 안정성과 심각한 누설 전류 문제를 겪는데 비해, 최 교수 연구팀이 개발한 소자는 뛰어난 안정성을 갖췄을 뿐만 아니라, 자가정류 특성과 높은 수율을 갖춰 어레이 형태로 집적되었을 때 생기는 누설 전류 문제나 수율 문제 등에서 자유로워 대용량 어레이 형태로 집적될 수 있다. 따라서 집적도 높고 안정적인 뉴로모픽 시스템을 구현 등에 활발히 사용 될 수 있을 것으로 기대된다.  
 
KAIST 박시온 연구원과 정학천 연구원, 박종용 연구원이 공동 제1 저자로 참여한 이번 연구는 국제 학술지 `네이처 커뮤니케이션스(Nature Communications)’ 6월호에 출판됐다.   
(논문명 : Experimental demonstration of highly reliable dynamic memristor for artificial neuron and neuromorphic computing)  
 
이번 연구는 삼성미래육성사업의 지원을 받아 수행됐다. 

[그림 1. 본 연구에서 제작한 인공 뉴런 소자 어레이와 점진적 산소 농도 금속산화물 층 어레이, 그리고 이로 인해 유도되는 소자 특성과 인공 뉴런 특성.]