▲ 서울대학교 반도체공동연구소 지능형 디스플레이 및 센서 연구실 사진(좌측: 전기정보공학부 이재상 교수(교신저자), 우측: 양광모 박사과정생(1저자))[출처=서울대학교 공과대학]서울대 공과대에 따르면 전기정보공학부 이재상 교수 연구팀이 삼성전자 SAIT(Samsung Advanced Institute of Technology)와 공동 연구를 통해 유기 발광다이오드(OLED, Organic Light-Emitting Diode) 성능을 저하시키는 핵심 메커니즘을 규명했다.OLED는 현재 스마트폰, 태블릿, 워치, TV 등 주요 IT 기기의 디스플레이에 활용되고 있다. 가까운 미래에 가상현실(VR), 차량용, 자유형상 및 신축성 디스플레이 등 사용처가 더욱 확장될 것으로 기대되는 주요 국가 전략기술이다.하지만 소자의 제한적인 발광 효율과 구동 수명, 그리고 이에 따른 번인 현상(Burn-in) 등이 OLED의 산업적 성장을 저해하는 치명적 기술 장벽이 존재한다.이를 극복하기 위해 서울대-삼성전자 SAIT 연구팀은 OLED 성능을 치명적으로 감소시키는 핵심인자, ‘계면 엑시톤-폴라론 소거(exiton polaron quenching)’ 현상의 존재 가능성을 이론적으로 제시하고 실험적으로 검증하는 데 성공했다.OLED는 다층의 유기반도체 박막으로 이루어진 발광다이오드 소자로 발광층 내부에 주입된 양·음전하가 엑시톤(양-음전하쌍)을 형성하고 엑시톤이 방사결합함으로써 빛이 방출되도록 설계돼 있다.한편 발광층과 인접한 전하수송층 사이에는 미세한 에너지 장벽이 존재하는데 이는 발광층 내부로 전하 주입을 방해하고 전하를 계면에 축적시키는 요인으로 작용한다.공동연구팀은 계면에 축적된 전하에 의해 발광층 내부의 엑시톤이 소거되는 기제를 이론적으로 제시하고 이를 ‘계면 엑시톤-폴라론 소거’ 현상으로 명명했다.이어 연구팀은 해당 현상을 독립적으로 관측할 수 있는 실험을 고안해 해당 현상의 3대 결정인자(계면 장벽, 엑시톤-폴라론 거리, 엑시톤 소멸시간)를 밝혀냈다.특히 주목할 발견은 ‘계면 엑시톤-폴라론 소거’가 OLED 방출광의 색이나 인광, 형광, 지연형광 등 발광방식에 상관없이 보편적으로 일어나는 현상이며 소자효율 저하의 결정적 요인으로 작용한다는 점이다.공동 연구팀은 해당 현상의 제어를 통해 적·녹·청 인광 OLED 효율이 최소 50% 이상, 청색 소자의 수명이 70% 이상 증대된 결과를 달성했다.연구 결과는 2024년 10월10일 세계적 권위의 물리 학술지 ‘피지컬 리뷰 X(Physical Review X)’에 게재됐다. 한국의 연구기관이 해당 저널에 공학 분야의 논문을 게재한 것은 매우 이례적인 성과라는 평이다.피지컬 리뷰 X는 미국 물리학회(American Physical Society)의 대표적인 오픈 액세스 저널로서 물리학 전 분야에 걸쳐 한 해 200편 내외의 핵심 성과만을 출간한다.다학제 물리 분야 논문 인용지수(JCI) 상위 2.2%이며 이 과정에서 매우 엄격한 심사과정을 거치는 것으로 알려져 있다.  공동 연구팀의 이번 발견은 ‘엑시톤-폴라론 소거’가 발광층 내부에 국한된 현상이라는 OLED 산·학계의 통념을 뒤집은 중요한 성과로 평가된다.이번 연구를 통해 해당 현상이 발광층과 전하수송층 사이의 ‘이종계면’에 걸쳐 발생할 수 있으며 그 효과에 의해 OLED 성능이 치명적으로 감소된다는 사실을 세계 최초로 검증했기 때문이다.한편 본 논문의 1저자인 양광모 박사과정 연구원은 이재상 교수의 지도 하에 청색 OLED 수명을 획기적으로 향상시키는 후속연구를 수행하고 있다. 본 연구는 삼성전자 SAIT, 한국연구재단, 한국산업기술기획평가원, 4단계 BK21 사업의 지원으로 수행됐다.이재상 교수는 “계면 엑시톤-폴라론 소거는 상대적으로 효율이 낮고 수명이 짧은 청색 OLED 상용화를 위해 반드시 극복해야 하는 현상이다. 따라서 본 연구는 향후 청색 OLED 연구·개발 방향에 기여하는 바가 있을 것으로 예상된다”고 밝혔다.◇ 참고 자료· 논문제목: Interfacial Exciton-Polaron Quenching in Organic Light-Emitting Diodes· 게재저널: Physical Review X· 제1저자: 양광모(서울대학교)· 교신저자: 이재상(서울대학교), 김지환(SAIT)

▲ 삼성전자 SAIT, ‘인공지능, 컴퓨터공학 챌린지 2024’ 모집 공고 [출처=홈페이지]글로벌 선두 종합 전자업체인 삼성전자(회장 이재용)는 2024년 8월1일부터 9월13일까지 약 6주간 국내 대학 학부생과 대학원생을 대상으로 ‘삼성 AI/CE 챌린지 2024’를 개최한다고 밝혔다. 인공지능(AI) 기술을 활용한 미래 반도체 연구 생태계 강화를 위해 AI와 컴퓨터공학(Computer Engineering, 이하 CE) 분야 국내 우수 인력을 발굴하기 위한 목적이다참여를 원하는 학생들은 SAIT 홈페이지에서 접수 가능하며 결과는 10월 초 발표된다. 2021년부터 시작해 올해로 4회를 맞는 ‘삼성 AI/CE 챌린지’는 과학기술 인재 발굴과 지원을 위한 아이디어 공모전이다. AI와 CE 분야에서 총 3개 주제로 진행된다.올해 챌린지의 공모 주제는 AI 분야에서 △모델 기반 Black-box 최적화 알고리즘 개발 △정밀하고 신뢰성 높은 반도체 소재 시뮬레이션용 머신러닝 모델(Machine Learning Force Fields) 개발 등 2개다. AI 분야에서는 주어진 문제와 데이터셋을 활용해 최적의 AI 알고리즘을 개발한다.CE 분야에서 △On-Device 시스템에서 LLM(Large Language Model)의 inference 최적화 1개다. CE 분야에서 제한된 하드웨어 리소스를 활용해 거대 언어모델(LLM)의 추론 시간을 최소화하고 정확도를 개선하기 위한 방안을 도출하게 된다SAIT는 인공지능을 이용한 반도체 소자와 공정 개발 검증용 머신 러닝(Machine Learning) 알고리즘 개발에 대한 아이디어를 찾고 이를 통해 국내 차세대 반도체 연구 개발 경쟁력을 강화한다는 계획이다.공모 부문별 최우수상을 포함해 총 12개 팀을 선발하며 부문별 최우수 1개 팀은 1000만 원, 우수 1개 팀은 500만 원, 장려 2개 팀은 각 300만 원이 수여된다. 시상식은 11월 개최되는 ‘삼성 AI 포럼’에서 진행될 예정이다.수상자 전원에게는 삼성전자 SAIT에서 주관하는 ‘AI/CE 챌린지 캠프’에 참여해 수상팀들 간 네트워킹과 SAIT AI/CE 연구 리더들부터 멘토링을 받을 수 있는 기회가 주어진다.삼성전자 SAIT 경계현 사장은 “AI 기술은 반도체 업계 내에서도 활용 범위를 빠르게 넓혀가는 중으로 SAIT는 새로운 기술 연구에 앞장서며 한계 극복을 위해 노력 중”이라며 “AI/CE 챌린지를 통해 미래 기술의 한계를 뛰어넘을 수 있는 새로운 아이디어를 얻을 수 있도록 우수한 학생들의 많은 참여를 기대한다”고 강조했다.◇ ‘삼성 AI/CE 챌린지 2024’ 공모 주제 세부 내용1. AI 챌린지‘모델 기반 Black-box 최적화 알고리즘 개발’ 부문은 복잡한 반도체 공정에 영향을 미치는 수많은 변수를 최적화하는 데 활용할 수 있는 최적화 알고리즘 개발을 탐색한다.‘정밀하고 신뢰성 높은 반도체 소재 시뮬레이션용 머신러닝 모델 (Machine Learning Force Fields) 개발’ 부문은 지난해에 이어 두 번째로 진행되는 주제로, 반도체 소재 개발 또는 개선을 위한 시뮬레이션의 계산 비용을 줄이고 예측 성능을 높이는 등 머신러닝 알고리즘을 고도화하기 위한 아이디어를 탐색한다.2. CE 챌린지‘On-Device 시스템에서 LLM 모델의 inference 최적화’ 부문 공모에서는 언어 모델의 추론 성능을 최대화하는 시스템 방법론을 기기 자체에 탑재하는 등 AI 서비스를 제공하는 실제 시스템에서 검증함으로써, AI를 위한 시스템 연구를 활성화하려는 목적이다.