Computational Nanophysics

나노물리 전문센터

  • sw개발 sw개발

    129

    SW 개발

  • 콘텐츠 개발 콘텐츠 개발

    133

    콘텐츠 개발

  • 교육 강좌 교육 강좌

    375

    교육 강좌

  • 교육 활동 교육 활동

    16,308

    교육 활동

  • 학술지 논문 게재 학술지 논문 게재

    25

    학술지
    논문 게재

EDISON 나노물리 전문센터
컴퓨터 산업의 핵심인 반도체 기술이 갈수록 미세화·고도화되면서 실험적 검증을 통한 반도체 소자의 설계와 제작은 엄청난 규모의 개발 비용을 요구하게되었습니다. 개발 비용의 획기적 절감과 소자 성능 최적화의 효율성을 달성하는 데있어서 나노소자 시뮬레이션 연구의 중요성이 점점 증대되고 있습니다.

EDISON 사업은 차세대 반도체 원천기술 확보를 위한 튼튼한 뿌리인 나노물리 분야의 미래를 제시하고 있습니다. EDISON 플랫폼에 탑재한 시뮬레이션 SW를 활용해 수준 높은 교육을 받은 학생들이 전문 연구인이 되고, 원천기술 연구가 활발해지면서 반도체 분야 전반의 경쟁력으로 이어지고 있기 때문입니다.
연구목적

나노물리 시뮬레이션 SW와
핵심 콘텐츠 개발

개발된 시뮬레이션 SW와
콘텐츠를 통한 강의 활용과
전문인력 양성

고가의 외산 시뮬레이션
SW를 국산 SW로 대체하여
국부유출 방지 및 연구비용 절감

시뮬레이션 SW의
국내 연구와 산업계에
제공을 통한 저변 확산

연구 분야 및 연구진
나노기반 분야

기초물리 · 양자물리 · 고체물리

서울대학교 유재준 교수 숙명여자대학교 김한철 교수
나노소자 분야

반도체물리/소자 · 나노전자소자

한국과학기술원 신민철 교수 (센터장) 광주과학기술원 홍성민 교수
나노소재 분야

원자수준 · 분자수준

한국과학기술원 김용훈 교수 서울대학교 한승우 교수
History
  • 2012~2014
  • 2015~2016
  • 2017~2018
2012~2014
2012

탄소나노튜브 전계 효과 트랜지스터 SW PN junction 다이오드 해석용 SW 포텐셜, 전하밀도, 전류-전압 특성 계산 등

2013

MOSFET 해석용 SW 포텐셜, 전하밀도, 전류-전압 특성 계산

Round STM tip & Acute STM tip STM tip 주위의 전기장 계산

2014

Tight-Binding 기반 밴드구조 계산 SW 각 밴드별 유효질량 계산 및 수송방정식에 적용

P/N 접합기반 태양전지 특성 해석 SW 반도체 태양전지의 성능 분석

2015~2016
2015

TB NEGF 기반 Nanowire FET 소자 성능 분석용 SW Tight-binding 기반 나노선 트랜지스터의 전류-전압 특성 분석

Waveguide simulator Waveguide 형상에 따른 전파 모드 계산

2016

밀도 범함수 기반 양자소자 전산모사 SW 범밀도 함수 기반의 SIESTA 프로그램으로부터 물질의 양자 정보 획득

G-SPICE SW CMOS amplifier와 CMOS inverter를 이용한 회로 시뮬레이션

2017~2018
2017

Materials informatics SW 제 1원리 계산 데이터 베이스로 high-k 유전체 고속검색

가상실험 SW e/m 측정실험, Franck-Hertz 실험 등의 가상실험 구현

2018

Webio SIESTA SIESTA의 웹 기반 입출력 양식

NEGF 기반 원자수준 나노소자 SW의 웹입출력 양식 SIESTA로부터 획득한 원자수준 정보로 나노소자의 전류-전압 특성 분석

반도체 개발의
새로운 방법론을
수립하다
나노물리 연구센터에 참가한 김용훈 교수는 2020년 4월 나노소자 내에서 전압이 흐르면서 떨어지는 현상의 원리를 원자 수준에서 최초로 규명했다. 또한 2020년 6월에는 차세대 반도체와 에너지, 양자 소자의 개발을 위한 새로운 이론적 방법론을 확립하는 성과를 거뒀다. 이는 차세대 나노소자 전산설계 원천기술을 확보한 의미 있는 성과로 주목받았습니다.

“직접 개발한 이론을 토대로 슈퍼컴퓨터를 이용한 반도체소자 계산 이론 체계를 확립하고 이를 SW로 구현했습니다. 이 연구가 차세대 나노 반도체 설계 분야에서 국가 경쟁력을 갖추는 데 기여할 것을 기대합니다.”
반도체 연구의 장기적 투자를 기대
김용훈 교수는 EDISON 플랫폼을 활용한 교육을 포함해 슈퍼컴퓨터에 대한 인식 전환과 장기적인 투자가 필요하며 그 중심에 교육이 최우선으로 되어야 함을 강조했습니다.

“원론적인 이야기지만 장기적인 교육과 그러한 교육을 통해 배출한 우수 인력을 적재적소에 꾸준히 활용해야 합니다. 그런 의미에서 EDISON 사업은 대단히 중요한 사업입니다. 따라서 앞으로 더욱 높은 목표를 세우고 지속해서 이어 나가야 한다고 생각합니다.”