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김경민 교수팀,토토넘은 어느 나라팀열 활용하는 차세대 컴퓨팅 기술 개발
모트 전이 산화물 반도체 활용,에너지 사용량 대폭 줄여![[대전=뉴시스] 모트 전이 소자 간의 시·공간적 열전달과 이를 이용하는 그래프 최적화 과정.(사진=KAIST 제공) *재판매 및 DB 금지](https://imgnews.pstatic.net/image/003/2024/06/25/NISI20240625_0001584589_web_20240625102659_20240625104230515.jpg?type=w647)
한국과학기술원(KAIST)은 신소재공학과 김경민 교수팀이 산화물 반도체의 열-전기 상호작용에 기반한 열 컴퓨팅(Thermal computing) 기술을 개발했다고 25일 밝혔다.
연구팀은 전기-열 상호작용이 강한 모트 전이(Mott transition) 반도체를 활용,반도체 소자에 열 저장 및 열전달 기능을 최적화해 열을 이용하는 컴퓨팅을 구현했다.
개발된 열 컴퓨팅 기술은 기존 중앙처리장치(CPU),그래픽 처리장치(GPU)와 같은 디지털 프로세서보다 100만 분의 1 수준의 에너지만으로 경로찾기 같은 복잡한 문제를 풀 수 있다.
모트 전이 반도체는 온도에 따라 전기적 특성이 부도체에서 도체로 변하는 전기-열 상호작용이 강한 반도체 소자다.
이번 연구에서 김 교수팀은 낮은 열전도도와 높은 비열을 갖는 폴리이미드 기판에 모트 전이 반도체 소자를 제작,토토넘은 어느 나라팀모트 전이 반도체 소자에서 발생한 열이 폴리이미드 기판에 저장이 될 수 있도록 했다.
저장된 열은 일정 시간 동안 유지되며 시간적 정보 역할을 한다.또 이 열은 이웃 소자로 전파돼 공간적 정보 역할도 한다.이를 통해 시·공간적으로 활용되는 열 정보로 컴퓨팅을 수행한다.
이번 연구는 KAIST 신소재공학과 김광민 박사과정,토토넘은 어느 나라팀인재현 박사,토토넘은 어느 나라팀이영현 박사과정 학생이 공동 제1 저자로 참여했으며 재료 분야 최고 권위의 국제 학술지 '네이처 머티리얼즈(Nature Materials,토토넘은 어느 나라팀Impact factor: 41.2)'에 지난 18일자로 게재됐다.(논문명 : Mott Neurons with Dual Thermal Dynamics for Spatiotemporal Computing).
김경민 교수는 "열은 저장할 수 있고 전달할 수 있는 특성이 있어 이를 잘 활용하면 컴퓨팅에서 매우 유용하게 쓰일 수 있다"며 "기존에 버려지던 열을 컴퓨팅에 활용할 수 있다는 개념을 최초로 제안한 데 이번 연구의 의미가 크다"고 말했다.
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