인간의 뇌 닮은 뉴로모픽 소자도 구현

(대전=연합뉴스) 박주영 기자 = 한국과학기술원(KAIST)은 처음으로 카이랄성과 자성을 동시에 갖는 카이랄 자성 양자점(QD, Quantum Dot·수 나노미터 크기 반도체 입자)을 개발했다고 25일 밝혔다.

이를 토대로 사람의 뇌를 본뜬 뉴로모픽 소자를 구현, 고성능 인공지능(AI) 하드웨어 개발에 기여할 것으로 기대된다. 최근 생성형 AI의 급속한 발전으로 데이터 처리량이 기하급수적으로 증가하면서, 전력 소비량을 줄이기 위해 전류 대신 빛을 연산에 활용하는 광 기반 컴퓨팅 기술이 주목받고 있다.

빛은 저항을 받지 않고 빠르게 이동하며 동시에 여러 신호를 병렬로 처리할 수 있다.

기존 광소자나 양자점 기반 센서는 빛을 일회성으로 감지하는 데 그쳐 학습이나 메모리 기능을 수행하는 데 한계가 있었다.

다양한 신호를 받아들이기 위해서는 빛의 편광 상태까지 인식하는 기능이 필요하다.

최근 카이랄성을 지닌 양자점을 개발해 빛의 편광을 읽고 저장할 수 있는 나노소자에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.

카이랄성이란 거울에 비출 때 대칭이지만 서로 겹치지 않는 성질로, '거울상 이성질'이라고도 한다. 카이랄 분자나 결정은 좌우 회전 방향이 다른 원형편광(빛의 전기장이 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회전하는 고차원적인 빛의 상태)에 대해 선택적으로 반응하는 특성을 가진다.

신소재공학과 염지현 교수 연구팀은 은황화물 양자점에 카이랄성을 도입해 '카이랄 자성 양자점'을 설계했다.