양자기능반도체연구소(이하 양자기능반도체연구소) 연구진이 하나의 트랜지스터로도 다양한 다중치 전자정보의 로직이 가능한 새로운 개념의 양자소자 개발에 성공했다.

   양자기능반도체연구소는 교육부로부터 ‘대학중점연구소 지원 사업’을 수주, ‘차세대 양자-나노구조 반도체 미세정보소자 연구’를 수행하고 있는 교책 연구기관이다.

   연구 담당자인 물리반도체 과학부 이세준 교수(교신저자)와 양자기능반도체연구소 이영민 박사(제1저자)는 매우 낮은 온도에서만 동작하는 기존의 반도체 양자점 소자와 달리 상온에서도 동작하는 양자타원체 소자 제작에 성공했다. 또한 제작된 소자가 가진 자발적 구동에너지 변조 기능을 이용해 하나의 양자소자만으로도 다양한 다중치 전자정보의 선택적 표현과 재구성이 가능하다는 사실을 밝혔다.

   해당 연구는 전자정보 연산 및 로직 회로를 매우 단순하게 축소시킬 수 있을 뿐만 아니라 기존 CMOS(상보형금속산화반도체) 소자 기반의 2진수 디지털 연산 체계를 N진수 체계로 전환시킬 수 있다는 점에서 의의가 있다.

   이세준 교수는 “다양한 다중치 전자정보를 쉽고 빠르게 표현하고 연산할 수 있다는 것은 N진수 체계의 디지털 컴퓨팅 및 정보처리 시스템 개발이 그만큼 쉬워진다는 것을 의미한다”며 “이는 결국 인공지능, 사물 인터넷, 빅데이터 처리 등에서 요구되는 거대정보의 빠른 연산과 해석이 아주 간단한 회로 구성으로도 가능하다는 점을 시사한다”고 설명했다. 이어 “향후 유비쿼터스 기기의 휴대성, 편리성, 다기능성 등을 위한 응용연구에 적극 활용될 수 있을 것”이라고 기대감을 나타냈다.

   한편 이번 연구는 지금까지 세계적으로도 보고된 바 없는 연구로, 나노과학기술 분야의 학술지 「ACS Nano」에 게재됐다.