충남대 송슬기 교수팀, 쯔위터 이온 기반 차세대 뉴로모픽 소자 개발

[대전타임뉴스=홍대인 기자] 충남대학교 응용화학공학과 송슬기 교수 연구팀과 서울과학기술대학교 이은호 교수팀이 쯔위터 이온 물질을 도입해 유기 전기화학 트랜지스터(OECT)의 비휘발성을 유지할 수 있는 전기 이중층 제어 전략을 제시했다. 이번 연구는 국제 저명 학술지 ‘Advanced Functional Materials’(IF 19.0)에 7월 31일자로 게재됐다.

이번 연구는 충남대 전영운 석사과정과 서울과기대 이동화 석사과정이 공동 제1저자로 참여해 주도했다. 연구진은 전해질에 쯔위터 이온을 적용해 전기 이중층 붕괴를 억제하고, 분극과 이온 상호작용을 통한 새로운 유지 메커니즘을 규명했다. 이를 통해 OECT 기반 인공지능 시뮬레이션에서 MNIST 데이터셋을 활용해 94.88%의 정확도를 달성했다.

OECT는 기존 무기계 트랜지스터보다 안전성과 안정성이 높고, 유연 기판 적용이 가능해 생체적합성 사물인터넷 소자(IoTs)에 활용될 수 있다.

특히 이번 성과는 기존 독성 용매(DMF, DMSO 등)를 배제하고 친환경 공정을 통해 제작된 점에서 학계와 산업계의 주목을 끌고 있다. 흐르는 고체 특성을 활용해 장기간 전해질 형상을 유지할 수 있어 다양한 어플리케이션 확장이 가능하다는 점도 주목된다.

송슬기 교수는 “쯔위터 이온의 강한 분극성과 이온 상호작용이 OECT의 동작 메커니즘에 미치는 영향이 흥미로웠다"며 “향후 트랜지스터를 넘어 광전 소재와 배터리 등으로 연구 범위를 확장하겠다"고 밝혔다.