한국연구재단은 서울대 이태우 교수 연구팀이 아주 낮은 전압에서도 빛나는 영역이 넓고 밝으며, 정보를 기억하는 기능을 동시에 갖춘 새로운 반도체 디바이스를 구현했다고 9일 밝혔다.

연구팀은 기존 디바이스가 가진 고전압 구동 문제와 좁은 발광 영역의 한계를 극복하기 위해 새로운 발광 원리를 개발했다.

먼저 발광 반도체 내부에 특수 물질(이온 수송 촉진제)을 넣어 전기가 주입되는 에너지 장벽을 낮췄다.

그 결과, 기존에는 발광을 위해 100V에 가까운 높은 전압이 필요했던 유기 트랜지스터를 우리가 흔히 쓰는 1.5V 건전지 2개(3.0V 이하)만으로도 넓고 안정적인 빛을 내게 하는 데 성공했다.

단순히 전압을 낮춘 것을 넘어 우리 몸의 신경 세포가 정보를 저장하고 기억하는 원리와 같이 정보를 저장하고 처리하는 차세대 메모리 기능을 반도체 하나에 통합했다.

외부에서 들어오는 자극이 반복되면서 반도체가 이를 기억하고 반응을 조절, 마치 사람의 뇌처럼 지능적인 정보 처리를 가능하게 만들었다.

이를 통해 개발된 반도체는 외부 컴퓨터 및 디스플레이가 없이도 입력된 신호를 실시간으로 계산하고, 그 결과를 별도의 장치 없이 즉각적으로 빛을 내는 기능을 통해 하나의 온스킨형 디바이스(피부에 직접 밀착돼 작동하는 착용 기기)로 사용자에게 보여줄 수 있다.

이태우 교수는 "이번 연구는 계산 장치, 메모리, 표시장치를 따로 제작해 연결할 필요 없이 하나의 반도체 디바이스 안에서 모든 기능을 통합 구현할 수 있음을 보여준 성과"라며 "향후 지능형 인공피부와 웨어러블 헬스케어 분야의 핵심 기술로 활용될 것"이라고 말했다.