성균관대학교 정보통신대학 반도체융합공학과

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Inspiring Future, Grand Challenge

반도체융합공학과

반도체 전 영역에 걸친 통합·융합적 글로벌 리더 양성

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[연구] 유재영 교수, 피부 위 전방향 촉각 자극 플랫폼 개발 및 차세대 XR 인터페이스 주도
2025-04-23
반도체융합공학과 유재영 교수 연구팀이 미국 노스웨스턴 대학교 존 로저스 교수 연구팀의 하경호 박사와의 공동 연구를 통해 피부 부착형 무선 전방향 촉각 자극(햅틱) 인터페이스 기술을 개발했다고 밝혔다. 이번 연구는 다양한 촉각 수용기를 정밀하게 자극할 수 있는 ‘다자유도 햅틱 액추에이터(FOM: Full Freedom-of-Motion Actuator)’를 제안하고, 이를 바탕으로 현실감 높은 XR(확장현실) 체험 및 감각 대체 인터페이스 구현의 가능성을 열었다는 점에서 주목받고 있다. 피부에 부착 가능한 본 촉각 자극 장치는 세 방향의 전자기 코일을 중첩 배열한 구조로, 전류를 통해 발생하는 자기장을 정밀하게 제어하여 피부 표면에 수직, 수평, 비틀림 자극을 가할 수 있다. 특히 하나의 자석 또는 4개의 자석을 통합한 구조를 통해 다양한 기계적 자극을 동시에 생성할 수 있으며, 이에 따라 사용자는 피부에서 현실적인 촉각을 느낄 수 있다. 기존 햅틱 기술의 한계였던 단방향 진동 중심의 자극에서 벗어나, 이번 연구는 고해상도 촉감 정보의 실시간 전달과 인간의 피부 감각 수용기를 고려한 자극 메커니즘을 구현함으로써 몰입형 XR 경험의 핵심 기술로 평가된다. 연구진은 손등이나 손가락, 팔 등에 부착한 소형 촉각 자극 장치를 통해 시각장애인을 위한 손 위치 내비게이션을 구현했으며, 시각 정보 없이도 정확한 손의 움직임과 물체 접근이 가능함을 입증했다. 또한 천이나 금속과 같은 다양한 질감 정보를 촉각 자극으로 재현함으로써 가상 객체의 표면 감각을 실제처럼 전달하는 데 성공했다. 특히 음악의 경우, 음성, 드럼, 기타 등 서로 다른 악기의 주파수 정보를 서로 다른 방향의 진동 자극으로 변환하여, 청각이 없는 상태에서도 음악의 구성 요소를 촉각으로 인식할 수 있도록 구현함으로써 우수한 정보 전달 능력을 입증했다. 이번 기술은 작고 가벼우면서도 고해상도의 촉각 정보를 제공할 수 있는 웨어러블 디바이스로 확장 가능하며, 단일 장치에서도 높은 정보전달량(2.8bit)을 보장한다는 점에서 기존 촉각 자극 기술과 차별화된다. 또한 블루투스를 통한 무선 제어, 피부 접촉에 최적화된 유연한 소재 구조 등 사용자 중심의 인터페이스 디자인을 갖추고 있어 향후 XR 기반의 게임, 의료 훈련, 재활 치료, 감각 보조 디바이스 등 다양한 응용 분야에서의 활용이 기대된다. 유재영 교수는 “이번 연구는 인간의 다양한 촉각 수용기를 물리적으로 자극할 수 있는 정교한 액추에이터 기술을 통해, 감각 손상 환자를 위한 보조 기술뿐만 아니라 보다 몰입감 있는 XR 체험을 위한 핵심 인터페이스 기술로 확장될 수 있는 가능성을 제시했다”고 설명했다. 이번 연구 성과는 세계적인 과학 저널 『Science』 2025년 3월 28일자에 “Full freedom-of-motion actuators as advanced haptic interfaces”라는 제목으로 게재되었으며, 성균관대학교 유재영 교수팀은 한국연구재단 글로벌기초연구실 사업과 산업통상자원부 로봇산업핵심기술개발 사업의 지원을 받아 국제 공동 연구 협력이 진행되었다.

[연구] 김정래, 홍석인 교수, 2024년 컴퓨터구조 분야 최우수 국제학술대회 석권
2024-12-20
2024년, 성균관대학교 정보통신대학의 김정래 교수와 홍석인 교수가 컴퓨터구조 분야에서 뛰어난 연구 성과를 달성하며 학계의 주목을 받고 있다. 김정래 교수는 2024년 컴퓨터구조 분야의 3대 국제학회인 ISCA (International Symposium on Computer Architecture), MICRO (International Symposium on Microarchitecture), HPCA (High-Performance Computer Architecture)에 모두 논문을 발표하여 그랜드슬램을 달성했다. 이는 컴퓨터구조 연구에서 최고의 성과로 손꼽히며, 단일 연구자가 한 해에 이 세 학회에 논문을 발표하는 것은 매우 드문 사례로 평가된다. 해당 연구들은 데이터센터 및 인공지능에 필요한 고용량 메모리 및 캐시 구조에 대한 연구로 데이터센터의 에너지 효율을 개선하고 인공지능 처리의 성능을 획기적으로 개선한 연구로 평가받았다. ▲ 왼쪽부터 김정래 교수, 반도체디스플레이공학과 유예신(박사과정), 전자전기컴퓨터공학과 이재윤(석사과정), 인공지능학과 박소영(석사과정) 학생 홍석인 교수는 2024년 MICRO 학술대회에서 2편의 논문을 발표하고, PACT (International Conference on Parallel Architectures and Compilation Techniques) 학술대회에서도 1편의 논문을 발표하는 성과를 거두었다. 특히 MICRO 학술대회에 발표된 논문 중 한 편은 Best Paper Finalist로 선정되는 쾌거를 이뤘다. 이번 MICRO 학술대회에서는 accept된 113편의 논문 중 단 5편만이 Finalist로 선정되었으며, 이는 accept 논문 중 상위 5%, 제출된 총 논문 중 상위 1%에 해당하는 매우 뛰어난 성과로 평가된다. 홍석인 교수 연구팀은 이 세 편의 논문에서 CPU와 GPU 시스템을 위한 혁신적인 가상 메모리 기술을 제안했으며, 이는 차세대 고대역·고용량 메모리 시스템의 성능을 획기적으로 향상시킬 수 있는 원천 기술로 평가받았다. ▲ 왼쪽부터 홍석인 교수, 전자전기컴퓨터공학과 권오상 (박사과정), 이용호 (박사과정), 박준혁 (석사과정), 장성빈 (석박통합과정) 학생 두 교수의 이러한 성과는 2024년 성균관대학교의 연구 역량을 세계적으로 입증한 사례로, 컴퓨터구조 분야에서의 주도적인 학문적 기여를 보여주며 향후 연구에 대한 기대감을 더욱 높이고 있다.

반도체융합공학과 유재영 교수 연구팀, AR/VR에서의 무선 다중 감각 재현 기술 개발
2024-05-30
성균관대 유재영 교수 연구팀, AR/VR에서의 무선 다중 감각 재현 기술 개발 - 실시간 다중 감각(온도, 촉각) 인식 및 재현 기술 개발 - 새로운 감각 보조 및 VR/AR 인터페이스 혁신 제시 ▲성균관대 반도체융합공학과 유재영 교수 ▲한양대 융합전자공학부 정예환 교수 □ 성균관대학교(총장 유지범) 반도체융합공학과 유재영 교수 연구팀이 한양대 융합전자공학부 정예환 교수, 미국 노스웨스턴 대학교 존 로저스 연구팀의 김재환 박사와 함께 AR/VR 가상환경에서 사용 가능한 피부 부착형 무선 다중 감각(온도, 촉각) 재현 기술을 개발했다고 21일 밝혔다. □ 인간의 감각 자극 구현 기술은 최근 VR/AR 및 확장현실(XR) 환경에서 사용자들에게 현실감 있는 경험을 전달해 줌으로써 게임뿐만 아니라, 가상 의료 시술 훈련과 군사 훈련에서 활용될 수 있어 많은 관심을 받고 있다. 더불어, 감각 신경 손상 환자들에게 대체 감각을 전달함으로써 감각 신경 재활 치료에 활용될 수 있어 다양한 응용 분야에서 주목받고 있다. □ 연구팀은 열 자극기와 촉각 자극기 배열을 수직으로 결합함으로써 촉각 자극의 진동 변위를 증가시키고, 빠르고 정확한 열 자극을 전달할 수 있을 뿐만 아니라, 고밀도의 자극기 어레이를 통해 다양한 자극 패턴을 실시간으로 재현할 수 있는 무선 피부 부착형 열-촉각 재현 기술을 제안하였다. □ 제안된 감각 재현 기술은 실시간 다중 감각 인식 기술과 함께 개발됨으로써 로봇 의수와 터치 디스플레이에 적용되어, 의수에서 감지된 압력과 온도 자극을 재현하여 실시간으로 사용자에게 전달하는 피드백 시스템을 성공적으로 구현하였다. □ 성균관대 유재영 교수는 “이번 연구는 다양한 자극 패턴을 실시간으로 재현할 수 있는 고밀도의 다중 감각 재현 기술을 통해, 감각 신경 손상 환자뿐만 아니라 VR/AR 환경에서도 사용자에게 향상된 경험을 제공할 수 있는 기반 기술로 다양한 응용 분야로 확장할 수 있을 것으로 기대된다.”라고 설명했다. □ 성과를 담은 논문은 지난 20일 미국 국립과학원(Proceedings of the National Academy of Sciences(PNAS)) 온라인판에 실렸다. ※ 논문제목: A wirelessly programmable, skin-integrated thermo-haptic stimulator system for virtual reality ※ DOI: https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2404007121

"2025년 3월 신임교원 동정"
2025-03-31
2025학년도 반도체융합공학과 신임교원 조건희 교수는 연세대학교 전기전자공학부에서 학사 및 석사학위를 취득한 후, 페어차일드 반도체에서 전력관리 집적회로 설계팀에서 근무하였다. 이후, 미국 텍사스 오스틴 대학교 (University of Texas at Austin) 전기컴퓨터공학부에서 박사학위를 취득하였으며, 박사과정 중에는 Texas Instruments (Dallas, USA)에서 Low power RF 회로 설계팀 인턴 연구원으로 근무하였다. 박사 졸업 이후에는 Qualcomm (Santa Clara, USA)에서 고속 충전용 전력변환 집적회로 설계 팀에서 근무하였다. 2020년부터 경북대학교 전자공학부에서 조교수 및 부교수로 재직하였으며, 2025년 3월 성균관대학교 반도체융합공학과 부교수로 부임하였다. 연구분야는 아날로그 집적회로 (Analog integrated circuits) 및 전력관리 집적회로 (Power management IC) 설계이며, 특히 DC-DC converter, Low-dropout voltage regulator (LDO), high-voltage gate driver, 등에 대한 설계를 중점적으로 연구하고 있다. 연구분야 ▶ Power management IC, Analog integrated circuits, High-voltage gate driver 국제학술지 논문 ▶ S. Kim, T. Lee, Kunhee Cho*, and J. Han, “A Flying-Capacitor-Assisted Single-Mode Buck-Boost Converter for Battery-Powered Applications,” IEEE T-VLSI (2025) ▶ Geuntae Park, Seongil Yeo, Chanjung Park, and Kunhee Cho*, "A Ripple-Based Real-Time Built-In Resistance Compensation for Switching Battery Charger Achieving Fast Charging," IEEE T-CAS II (2024) ▶ Yuli Han, Jaemin Kim, Gunmo Koo, Jaejin Kim, Jusung Kim, Joo-Young Kim, and Kunhee Cho*, "A DVS-Enabled Distributed Digital LDO Providing Rapid Uniform Power Grid and Ripple Reduction Achieving 20.1-ps FOM in 28nm CMOS," IEEE T-CAS I (2024) ▶ Gunmo Koo, Jaejin Kim, Seongmin Lee, Jae Hoon Shim, and Kunhee Cho*, "An Ultra-Wide Load-Range Fast-Transient Output Capacitor-Less Digital LDO with Adaptive Gate Modulation and Droop Detection," IEEE SSC-L (2024) ▶ Jaejin Kim, Gunmo Koo, Seongmin Lee, Jae Hoon Shim, and Kunhee Cho*, "An Output-Capacitor-Free NMOS Digital LDO using Gate Driving Strength Modulation and Droop Detector," IEEE T-CAS I (2023) ▶ W. Jin, and Kunhee Cho*, "A Supply Voltage Noise Immunity Enhancement Design for High-Voltage Gate Driver IC based on Bootstrap Circuit," IEEE T-CAS II (2021) ▶ S. Lee, K. Jung, H. Kim, H. Nguyen, T. Nguyen, L. Nguyen, C. Huynh, Kunhee Cho, and Jusung Kim, “Frequency-Locked RF Power Oscillator with 43-dBm Output Power and 58% Efficiency,” IEEE T-VLSI (2021) ▶ J. Kim, Y. Kim, S. Lee, Y. Park, D. Lee, Kunhee Cho, S. Oh, and C. Ahn, "A 20W Wide Bandwidth GaN HEMT Power Amplifier for VHF/UHF Applications," IEEE T-IE (2020) ▶ K. Jung, Kunhee Cho, S. Lee, J. Kim, "A Temperature Compensated RF LC Clock Generator With ±50-ppm Frequency Accuracy From -40 °C to 80 °C," IEEE T-MTT (2019) ▶ Kunhee Cho*, Ranjit Gharpurey, “An Efficient Class-G Stage for Switching RF Power Amplifier Applications,” IEEE T-CAS II (2019) ▶ Kunhee Cho*, Ranjit Gharpurey, “An Efficient Buck/Buck-Boost Reconfigurable LED Driver Employing SIN2 Reference,” IEEE JSSC (2017) ▶ Kunhee Cho*, Ranjit Gharpurey, “A 40-170 MHz PLL-based PWM Driver using 2-/3-/5-level Class-D PA in 130 nm CMOS,” IEEE JSSC (2016) ▶ Kunhee Cho*, Ranjit Gharpurey, “A Digitally Intensive Transmitter/PA using RF-PWM with Carrier Switching in 130 nm CMOS,” IEEE JSSC (2016) ▶ Kunhee Cho*, Dongmyung Lee, Jeonghwan Lee, and Gunhee Han, “Sub-1V CMOS Image Sensor Using Time-Based Readout Circuit,” IEEE T-ED (2010) ▶ Dongmyung Lee, Kunhee Cho, Dongsoo Kim and Gunhee Han, “Low Noise In-Pixel Comparing Active Pixel Sensor using Column-Level Single-Slope ADC,” IEEE T-ED (2008) 국제 컨퍼런스 ▶ Chanjung Park, Seongil Yeo, Jeu Lee, Geuntae Park, Seungjin Baek, Seunghoon Lee, Kunhee Cho*, "A 29.5W Switched-Capacitor Based Dual-Output Hybrid Secondary Charger Providing Simultaneous Two-Cell Battery Charging and System Supply Voltage with Input Current Limiting Feature," IEEE ASSCC (2024) ▶ D. Kim, J.-Y. Kim, H. Cho, S. Yoo, S. Lee, S. Yune, H. Jeong, K. Park, K.-S. Lee, J. Lee, C. Han, G. Koo, Y. Han, J. Kim, J. Kim, K. Lee, J.-H. Chae, Kunhee Cho, J. Kim, "DPIM: A 19.36TOPS/W 2T1C eDRAM transformer-in-memory chip with sparsity-aware quantization and heterogeneous dense-sparse core," IEEE ESSERC (2024) ▶ Seongil Yeo, Uyong Hyeon, Mingyeong Kim, Jusung Kim, Kunhee Cho*, "A 19.8W/29.6W Hybrid Step-Up/Down DC-DC Converter with 97.2% Peak Efficiency for 1-Cell/2-Cell Battery Charger Applications," IEEE VLSI (2023) ▶ D. Min, J. Lee, Kunhee Cho and J. Shim. "An Output-Capacitor-Free Adaptive-Frequency Digital LDO with a 420-mA Load Current and a Fast Settling Time," IEEE ISCAS (2023) ▶ Wei-gi Ho, Vineet Singh, Kunhee Cho, Rangakrishnan Srinivasan, Ranjit Gharpurey, “A Full-Duplex Transceiver Front-end Employing Inverse Class-D Power Amplifiers,” IEEE DCAS (2016) ▶ Kunhee Cho* and Ranjit Gharpurey, “A 25.6 dBm Wireless Transmitter using RF-PWM with Carrier Switching in 130-nm CMOS,” IEEE RFIC (2015) ▶ Y. Chung, D. Park, Kunhee Cho, J. Chung, G. Lee and D. Cho, “An Automatic Channel Selectable Smart LED Backlight Driver IC for Various Scaled-Size LCDs,” SID (2012) ▶ J. Hwang, Kunhee Cho*, D. Kim, M. Jung, G. Cho, S. Yang, “A Simple LED Lamp Driver IC Using Intelligent Power Factor Correction,” ISSCC (2011) ▶ Kunhee Cho, Dongmyung Lee, Jeonghwan Lee and Gunhee Han, “A 0.75V CMOS Image Sensor Using Time-Based Readout Circuit,” IEEE VLSI (2009)

홍석인 교수 교육부 장관상 수상
2025-01-09
홍석인 차세대반도체공학연계전공 주임교수가 첨단산업 특성화대학 재정 지원 사업 우수성과 발굴· 확산에 기여한 성과를 인정받아 2024년 12월 27일 부산벡스코에서 열린 유니위크 행사에서 교육부 장관 표창을 수상하였다.

2024년 STOB 리그 수상
2025-01-09
2024년 12월 26일부터 27일까지 부산 벡스코에서 교육부와 한국산업기술진흥원 주최로 열린 ‘2024 유니위크’의 반도체 특성화대학 경진대회(스토브리그)에서 성균관대 최우수상1팀(MOSFET원정대), 우수상1팀(장목대성), 장려상 1팀(믿음을주세요)을 수상하였다. 이번 대회에는 반도체 특성화대학 사업에 참여 중인 전국 24개 대학의 132개 팀이 참가했으며, 본선에는 20개팀이 진출하였다. 그 중 성균관대는 12개팀 43명이 예선이 참가하여, 3팀 11명이 본선에 진출하는 성과를 달성하였다. 최우수상을 수상한 MOSFET원정대는 25년 2월 2주간 미국 연수를 진행할 예정이다. 구분 훈격 팀명 팀원 시상품 최우수상 교육부장관상 MOSFET원정대 (지도교수-오새룬터) 안수식, 한정훈, 정현수 동계미국연수 상금 400만원(세전) 우수상 한국산업기술진흥원장상 장목대성 (지도교수-남재도) 이예림, 이용재, 정민주, 송성욱 상금 300만원 장려상 한국반도체산업협회장상 믿음을주세요 (지도교수-홍석인) 변지환, 김영진, 김세훈, 나휘재 시상품

유니위크(Uni-Week) 행사 - 2024.12.26~27
2025-01-09
교육부가 주최하고 한국산업기술진흥원이 주관하는 유니위크 행사가 부산 벡스코에서 12/26~27 이틀에 걸쳐 진행하였다. 석학 강연회, 기업직무 설명회, 반반 콘서트, 전공골든벨 등의 메인 무대와 첨단산업 방탈출, AI포토부스, 이미지메이킹등 체험/이벤트 존, 반도체 기업 및 진학 설명회 등의 멘토링존이 운영 되었다. 성균관대학교 반도체특성화대학사업단에서는 반도체융합공학과 10명 , 차세대반도체공학연계전공 15명, 반도체소자회로설계및시스템융합트랙 3명, 반도체소재부품장비패키징융합트랙 9명 총 37명이 참가하였다.

“2024년 11월 신임교원 동정”
2024-12-09
2024학년도 반도체융합공학과 신임교원 신원준 교수는 서울대학교 전기정보공학부 학사 및 박사 취득, 이후 서울대학교 반도체공동연구소 박사후 연구원 Massachusetts Institute of Technology, Research Laboratory of Electronics 박사후연구원, visiting scientist를 거쳐 성균관대학교 반도체융합공학과에 2024년 11월 부임하였다. 연구분야는 실리콘 반도체 및 차세대 반도체 재료 및 소자 개발을 통한 높은 신뢰성 및 성능을 가지는 차세대 센싱 및 컴퓨팅 플랫폼 개발을 위한 연구를 진행하고 있다. 연구분야 ▶ 반도체 재료 및 소자, 강유전체, 가스센서, 저주파 잡음 분석 관심 분야 ▶ 반도체 재료 개발 및 소자 공정, 강유전체 기반 로직 및 메모리 소자, 반도체 기반 센서, 뉴로모픽 컴퓨팅, M3D 집적 3. 연구실적 국제 학술지 논문 1. A New Back‐End‐Of‐Line Ferroelectric Field‐Effect Transistor Platform via Laser Processing. Small, 2406376 (2024). 2. Polarization Pruning: Reliability Enhancement of Hafnia‐Based Ferroelectric Devices for Memory and Neuromorphic Computing. Advanced Science, 11(43), 2407729 (2024). 3. Random Number Generators and Spiking Neurons from Metal Oxide/Small Molecules Heterojunction N‐Shape Switching Transistors. Advanced Functional Materials, 2411348 (2024) 4. Analog reservoir computing via ferroelectric mixed phase boundary transistors. Nature Communications, 15(1), 9147 (2024). 5. Toward Ideal Low‐Frequency Noise in Monolayer CVD MoS2 FETs: Influence of van der Waals Junctions and Sulfur Vacancy Management. Advanced Science, 2307196 (2024). 6. Charge Transport Advancement in Anti‐Ambipolar Transistors: Spatially Separating Layer Sandwiched between N‐Type Metal Oxides and P‐Type Small Molecules. Advanced Functional Materials, 2316217 (2024). 7. Self‐Curable Synaptic Ferroelectric FET Arrays for Neuromorphic Convolutional Neural Network. Advanced Science, 10(15), 2207661 (2023). 8. In‐memory‐computed low‐frequency noise spectroscopy for selective gas detection using a reducible metal oxide. Advanced Science, 10(7), 2205725 (2023). 9. Unveiling resistance switching mechanisms in undoped HfOx ferroelectric tunnel junction using low-frequency noise spectroscopy. IEEE Electron Device Letters, 44(2), 345-348 (2022). 10. Synergistic improvement of sensing performance in ferroelectric transistor gas sensors using remnant polarization. Materials Horizons, 9(6), 1623-1630 (2022). 국제 컨퍼런스 1. First Demonstration of Innovative 3D AND-Type Fully-Parallel Convolution Block with Ultra-High Area-and Energy-Efficiency. In 2023 International Electron Devices Meeting (IEDM) (pp. 1-4). IEEE (2023, December). 2. Innovative Gas Sensing Method Using Transient Behavior of FET-type Sensors with Gate Pulse Input. In 2022 International Electron Devices Meeting (IEDM) (pp. 31-2). IEEE (2022, December). 3. Efficient improvement of sensing performance using charge storage engineering in low noise FET-type gas sensors. In 2020 IEEE International Electron Devices Meeting (IEDM) (pp. 35-3). IEEE (2020, December). 4. Highly Sensitive Amplifier Circuit Consisting of Complementary pFET-type and Resistor-type Gas Sensors. In 2020 IEEE International Electron Devices Meeting (IEDM) (pp. 26-5) IEEE. (2020, December). 5. Efficient integration of Si FET-type gas sensors and barometric pressure sensors on the same substrate. In 2019 IEEE International Electron Devices Meeting (IEDM) (pp. 26-4) IEEE. (2019, December). 국제 특허 1. Method of initializing and programming 3D non-volatile memory device, United States Patent registered No. 17 736,988

“2024년 3월 신임교원 동정”
2024-12-09
2024학년도 반도체융합공학과 신임교원 김종웅 교수는 성균관대학교 신소재공학부에서 학사, 석사 및 박사 학위를 취득하였고, 이후 한국전자기술연구원에서 책임연구원, 전북대학교 신소재공학부에서 조교수, 부교수로 재직하였다. 그리고 2023년 3월에 성균관대학교 기계공학부에 부교수로 부임하였고, 2024년 3월에 반도체융합공학과에 합류하였다. 핵심 연구분야는 반도체 패키징 소재, 부품, 공정 기술, 그리고 기능성 전자소재 및 플렉서블 반도체 소자 응용 기술이다. 연구분야 ▶ 반도체 패키징 소재 및 공정 기술, 3차원 패키징, 팬아웃 웨이퍼레벨 패키징, Heterogeneous integration 패키징 기술 등 ▶ 기능성 전자 소재 및 소자 (자기치유, 형상기억 및 고신축성 등), 플렉서블 반도체 기반 소자, 인공지능 기반 지능형 센서 및 에너지 하베스팅 소자 등 관심분야 ▶ Advanced semiconductor packaging materials and fabrication processes ▶ Design and fabrication of smart materials for advanced soft electronics & biomedical devices ▶ Artificial intelligence (Deep learning & machine learning)-integrated smart multifunctional devices ▶ Skin-like ultrathin and stretchable transparent mechanical, chemical & optical sensors ▶ Self-healable & stretchable materials and devices 대표 국제 학술지 논문 ▶ Seung-Han Kang, Jeong-Wan, Jong Min Lee, Sanghee Moon, Seung Bum Shin, Su Bin Choi, Donghwan Byeon, Jaehyun Kim, Myung-Gil Kim, Yong-Hoon Kim*, Jong-Woong Kim*, Sung Kyu Park*, Full Integration of Highly Stretchable Inorganic Transistors and Circuits within Molecular-Tailored Elastic Substrates on a Large Scale, Nature Communications, 15, 2814, 2024. ▶ Jun Sang Choi, Jagan Singh Meena, Su Bin Choi, Seung-Boo Jung*, Jong-Woong Kim*, Water-triggered self-healing of Ti3C2Tx MXene standalone electrodes: Systematic examination of factors affecting the healing process, Small, 20, 2306434, 2024. ▶ Tran Duc Khanh, Sushmitha Veeralingam, Jong-Woong Kim*, Self-Repairing Thermoplastic Polyurethane-Based Triboelectric Nanogenerator with Molybdenum Disulfide Charge-Trapping for Advanced Wearable Devices, Nano Energy, 127, 109714, 2024. ▶ Su Bin Choi, Jong-Woong Kim*, Dual-Responsive Fully Self-Healing Triboelectric Pressure Sensor: Integrating Truncated Sphere Morphology with Deep Learning-Enhanced Signal, Nano Energy, 128, 109833, 2024. ▶ Su Bin Choi, Taejoon Noh, Seung-Boo Jung*, Jong-Woong Kim*, Stretchable Piezoresistive Pressure Sensor Array with Exceptional Sensitivity, Strain-Insensitivity, and Reproducibility, Advanced Science, 11, 35, 2405374, 2024. ▶ Jaehoon Jeong, Hae-Jun Seok, Hak Shin, Su Bin Choi, Jong-Woong Kim*, Han-Ki Kim*, Highly durable and conductive Korea Traditional Paper (Hanji) embedded with Ti3C2Tx MXene for Hanji-based Paper Electronics, Nano Energy, 131, Part B, 110325, 2024. ▶ Tran Duc Khanh, Jinho Joo*, Jong-Woong Kim*, Autonomous Self-Healing in a Stretchable Polybutadiene-Based Urethane and Eutectic Gallium Indium Conductive Composite, npj Flexible Electronics, 8, 79, 2024. ▶ Eun-Chae Noh, Hyo-Won Lee, Jong-Woong Kim, Seung-Boo Jung, Jeong-Won Yoon*, Properties of Sn-3.0Ag-0.5Cu solder joints under various soldering conditions: Reflow vs. Laser vs. Intense Pulsed Light soldering, Journal of Materials Research and Technology, 33, 6622, 2024. ▶ Su Bin Choi, Jagan Singh Meena, Jinho Joo*, Jong-Woong Kim*, Autonomous Self-Healing Wearable Flexible Heaters Enabled by Innovative MXene/Polycaprolactone Composite Fibrous Networks and Silver Nanowires, Advanced Composites & Hybrid Materials, 6, 227, 2023. ▶ Su Bin Choi, Jagan Singh Meena, Jong‑Woong Kim*, Revolutionizing Thermal Stability and Self‑Healing in Pressure Sensors: A Novel Approach, Advanced Fiber Materials, 5, 2028, 2023.

민감도와 선형성을 향상시킨 신축성 압력센서의 혁신적인 설계(김종웅 교수)
2024-12-05
민감도와 선형성을 향상시킨 신축성 압력센서의 혁신적인 설계 ;구조 설계를 통한 특성 향상과 인공지능 모델 적용으로 개발된 지능형 신축성 센서 제조 기술 반도체융합공학과 김종웅 교수 연구팀이 압력센서 설계에서 선형성과 감도를 높일 수 있는 새로운 구조를 제안하고, 두 가지 타입의 신축성 센서를 선보였다. 이번 연구는 간단한 방식으로 소자의 특성을 획기적으로 향상시킬 수 있어, 다양한 적용 범위를 확장할 것으로 기대된다. 신뢰성 높은 압력센서는 감지 범위 내에서 높은 감도와 우수한 선형성을 동시에 갖춰야 한다. 연구팀은 압력센서의 감도를 초기 변형 시의 전기적 특성 비율로 계산하는 방식을 고려하여, 초기 전압 및 전류 값은 낮으면서도 압력에 의해 비선형적으로 크게 변화하는 구조를 설계하였다. 또한, 지속적인 마찰과 접촉을 감안하여 소자의 수명을 늘리기 위해 자가치유 소재를 도입하였으며, 제조된 두 압력센서는 모든 구성요소에서 반복적으로 자가치유가 가능하다. 센서가 동작하는 환경에서 노이즈가 크게 발생할 경우를 대비해, 미세한 신호 구분을 위해 1차원 합성곱 신경망(1D CNN) 모델과 결합하였다. 또한, 인공지능 모델이 도입된 마찰전기 압력센서는 장갑에 부착되어 사용자가 야구공을 쥐는 힘과 시간에 따라 변화하는 전기적 신호를 감지하여, 지능형 센서로서의 가능성을 입증하였다. 이 두 압력센서는 각각 국제 학술지인 Nano Energy (Impact Factor: 16.8)와 Advanced Science (Impact Factor: 14.3)에 2024년 9월에 게재되며 연구 결과의 우수성을 인정받았다. 이 연구에서 압력에 따른 센서 물질간 비선형적 접촉면적 증가라는 주요 아이디어는 두 논문의 제1저자인 최수빈 박사과정 학생이 제안하였고, 이를 실험과 시뮬레이션을 통해 검증하여 논문화 할 수 있었다. 김종웅 교수 연구팀은 지속적으로 전략적인 구조 설계와 소재 선정으로 특성을 향상시키는 연구를 수행하고 있으며, 인공지능 모델의 적극적인 도입을 통해 소자의 기능성을 더욱 확장할 예정이다. 이는 지능형 센서 소자의 활용 가능성을 한층 넓힐 것으로 기대된다. Dual-responsive fully self-healing triboelectric pressure sensor: Integrating truncated sphere morphology with deep learning-enhanced signal Su Bin Choi, Jong-Woong Kim* Nano Energy Volume 128, Part A, September 2024, 109833 Stretchable Piezoresistive Pressure Sensor Array with Sophisticated Sensitivity, Strain-Insensitivity, and Reproducibility Su Bin Choi, Taejoon Noh, Seung-Boo Jung, Jong-Woong Kim* Advanced Science Volume 11, Issue 35 September 2024, 2405374

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