본문내용 바로가기 상단메뉴 가기

연구성과

GO
  • 49

    - 반도체 기반 트랜지스터 분석 기술로 차세대 태양전지 광안정성 평가에 새로운 방법론 도입- ≪Solar RRL≫ 학술지 6월호 표지논문에 선정서울시립대학교 전자전기컴퓨터공학부 김혁 교수와 부산대학교 전기공학과 노정균 교수 공동연구팀이 유기물 태양전지의 새로운 광안정성 평가 방법인 Top-gate field-effect transistor를 이용한  Testbed를 구축했다.  ▲ 논문 발췌 이미지유기물 태양전지는 가볍고 값싸게 생산할 수 있어 미래의 신재생에너지원으로 주목받고 있으나, 상용화의 주요 장애물인 광에 의한 성능 저하를 해결하는 것이 가장 큰 과제였다. 유기물 태양전지의 광안정성은 빛을 흡수하는 광활성층 반도체 특성에 크게 좌우되지만 다층박막구조인 태양전지의 특성상 다양한 원인이 복합적으로 작용해 이를 제대로 평가하기 어려웠던 것이다. 이에 유기물을 이용한 태양전지 및 트랜지스터 분석과 신뢰성 평가에 원천 기술과 핵심 노하우를 갖춘 김혁 교수 연구팀은 유기물 태양전지의 광활성층 반도체 자체에서 빛에 의한 이동도 저하를 모니터링하는 새로운 광안정성 평가 방법인 Top-gate field-effect transistor를 이용한 새로운 분석 기술을 제안하며 학계의 난제에 명쾌한 해답을 제시했다. ▲ 김혁 교수(좌, 교신저자), 노정균 교수 (우, 1저자)김혁 교수는 “본 연구에서 개발한 트랜지스터 분석 기술을 활용한 태양전지 광안정성 평가 기술은 기존의 광활성층 안정성 평가 기술이 전무한 학계의 난제를 해결했다는 의의가 있다”라며, “최근 신재생에너지의 핵심기술로 부상하고 있는 차세대 태양전지에 우리나라의 대표 산업인 반도체 기술을 적용해 빠르게 상용화가 가능하다는 것을 보여준 사례연구로 국내 관련 산업의 성장에 크게 기여할 수 있을 것이다.”라고 전했다. 이 연구 결과는 ‘Top-Gate Field-Effect Transistor as a Testbed for Evaluating the Photostability of Organic Photovoltaic Polymers’라는 제목으로 태양전지 분야의 권위 학술지인 와일리(WILEY) 출판사의 Solar RRL(Impact factor: 9.173) 2022.6월호에 표지 논문으로 게재되었다.해당 연구는 한국연구재단, 과학기술정보통신부 시스템반도체 융합전문인력육성사업, 한국산업기술진흥원 차세대 시스템반도체 설계 전문인력양성사업 및 차세대 전력반도체 소자제조 전문인력양성사업, 중소벤처기업부, 한국생산기술연구원 원천기술개발사업(소프트 로보틱스 원천기술개발)의 지원으로 수행되었다.  

    기획과 103 2022-07-29 첨부파일 다운로드
  • 48

     - 제37회 제어로봇시스템학회 학술대회에 논문 <자율 주행에서의 상대 속도 기반 추월 알고리즘 구현 및 시뮬레이션>으로 수상 서울시립대학교 기계정보공학과 최정현(4학년), 임예은(4학년), 박종훈(석사과정), 황면중 교수 연구팀이 26일 제 37회 제어로봇시스템학회 학술대회에서 발표한 논문이 학부생 논문상을 수상했다.본 대회는 1995년 창립된 제어 및 로봇 분야의 대표 학술단체인 제어로봇시스템학회가 개최하는 학술대회로 올해는 6월 22일부터 24일까지 거제 소노캄에서 개최되었다. 총 369편의 논문이 발표되었고, 서울시립대학교 기계정보공학과 연구팀은 <자율 주행에서의 상대 속도 기반 추월 알고리즘 구현 및 시뮬레이션> 이라는 제목의 논문을 발표했다. 그 결과 학부생이 1저자로 발표한 논문을 대상으로 한 심사에서 우수한 평가를 받아 학부생 논문상 수상자로 선정되었다. ▲ 기계정보공학과 수상팀 논문 내용 일부 해당 논문은 자율 주행 과정에서 수시로 발생하는 차선 변경 상황에서의 충돌 위험성을 해결하기 위해 앞 차량의 속도를 추정해 추월 안정성을 강화한 연구 결과로 로보틱스 연구실의 학부생 연구인턴들이 주도적으로 진행하고 있는 연구이다. 지도 교수인 기계정보공학과 황면중 교수는 “작년부터 자율주행로봇레이스 대회를 준비하는 과정에서 학부생들 주도로 해결 필요한 문제들을 정의하고 이론적으로 해결하면서 실험으로 검증하는 과정을 진행하고 있다. 그 과정에서 대학원생들과의 협업을 통해 흥미로운 연구 결과들이 도출되고 있다.”라고 밝혔다. 해당 연구는 2022년도 과학기술정보통신부 여대학원생 공학연구팀제 지원사업으로 과학기술정보통신부와 한국여성과학기술인육성재단(WISET)의 지원을 받아 진행중이다.▲ 좌로부터 최정현(4학년), 임예은(4학년), 박종훈(석사과정)

    기획과 177 2022-07-28 첨부파일 다운로드
  • 47

     - 수소에너지 국제학술지 International Journal of Hydrogen Energy에 게재- 직접 메탄올 연료전지 전기화학반응 시 전압 패턴을 이용한 메탄올 수용액 농도 상관관계 규명- 별도의 농도 센서를 사용하지 않고 연료전지 전압 측정만으로 농도를 추정해 비용 절감 가능성서울시립대학교 기계정보공학과 나영승 교수와 독일 칼스루에 공과대학교 (Karlsruhe Institute of Technology), 율리히 연구소 (Julich Research Center) 공동연구팀이 직접 메탄올 연료전지 스택의 전기화학적 특성을 이용해 광학적 방법이나 밀도 차에 의한 방법을 사용하지 않고 메탄올 수용액의 농도를 측정할 수 있는 센서를 개발했다. 해당 연구는 수소에너지 분야 국제 저명학술지 International Journal of Hydrogen Energy 최신호에 게재되었다.  직접 메탄올 연료전지(Direct Methanol Fuel Cell, DMFC)는 노트북이나 핸드폰 충전, 군용 이동 전원과 같은 휴대용 전원 시스템으로 이용되어 왔으나 최근 레저용 보조 전원, 실내용 지게차와 같은 대용량 전원시스템 분야로 연구개발이 확대되고 있다. ▲ (좌) 전압 패턴 분석 시 농도 측정에 영향을 주는 파라미터 (우)직접 메탄올 연료전지 시스템에서 사용하는 전압 패턴 정보와 농도와의 관계 개념도  직접 메탄올 연료전지 시스템에서 농도 측정 장치는 메탄올 수용액의 농도를 측정하는데 일반적으로 굴절률을 측정하는 광학 방식과 밀도를 측정하는 방식, 점성을 측정하는 방식 등의 수용액의 물성치를 측정하는 방식을 사용해 왔다.   공동연구진은 직접 메탄올 연료전지 자체의 전기화학 반응과 메탄올 수용액의 농도와의 관계를 전기화학 반응으로 추정할 수 있도록 전압 측정 시스템을 구성했다. 또한 단위 전지뿐만 아니라 실제 시스템에 장착되는 수십 개의 전지가 직렬로 연결된 연료전지 스택에서도 사용할 수 있는 관계식을 개발하여 +/- 0.1 M 농도의 높은 정확도로 농도를 측정하는 데 성공했다.  이번 연구는 상용화가 용이한 직접 연료전지 스택 자체로 농도를 예측하는 기술을 개발했다는 점, 고가의 농도 센서를 사용하지 않고 시스템을 구성할 수 있다는 점에서 그 의미가 있다.  칼스루에 공과대학 울리케 크레베 (Ulrike Krewer)교수는 “작은 단위 전지에서 전기화학 반응을 분석하는 방법을 활용하여 대용량의 연료전지 스택에서 구현하는 방법은 쉽지 않은 작업이었다. 이는 전문 연구기관의 다양한 분야 연구원들의 유기적 협업으로 가능한 일이었다.”라고 밝혔다.     ▲ 왼쪽부터 서울시립대 나영승 교수 (월간인물 제공), 독일 칼스루에 공과대학 Ulrike Krewer 교수서울시립대 나영승 교수는 “측정 방법의 정확도와 반응속도 개선을 위해 전기화학반응 뿐만 아니라, 유동 및 열전달 기술의 접목이 더욱 중요해질 것으로 예상되며, 향후 상용화 가능한 수준의 전기화학반응 기반의 센서를 지속적으로 연구개발 할 것”이라고 밝혔다.한편, 직접 메탄올 연료전지 전기화학반응 측정 셀과 같은 센서 없는 측정 방법은 군용, 지게차, 레저용 휴대 전원 등의 산업 성장과 함께 수요가 지속적으로 증가할 것이며, 그 과정에서 소형화, 고정밀화가 가능한 전기화학반응 기술의 접목이 더욱 중요해질 전망이다.본 연구는 독일 헬름홀츠 재단(Helmholtz Validation Fund), 한국연구재단/과학기술정보통신부의 기초과학연구 프로그램의 지원을 받아 수행되었다.

    기획과 237 2022-07-12 첨부파일 다운로드
  • 46

    - 소자 형태 재변형이 가능한 새로운 전자소자 플랫폼 구현 성공서울시립대학교는 화학공학과 문홍철 교수 연구팀이 완전히 절단되어도 상온에서 1분 이내에 원래의 특성을 회복할 수 있는 세계적 수준의 고탄성 이온전도체 소재를 개발하고, 자르고 붙이는 단순 과정을 통해 소자 형태 변형이 손쉽게 가능한 신규 발광소자 플랫폼 구현에 성공하였다고 발표했다.해당 성과는 “Ion-Cluster-Mediated Ultrafast Self-healable Ionoconductors for Reconfigurable Electronics”라는 제목으로 6월 30일 Nature Communications (IF: 17.694)에 온라인 게재되었다. ▲ 문홍철 교수팀 핵심 연구 성과 사진지금까지 개발된 자가 치유 소재는 고분자 체인의 움직임을 원활하게 하여 빠른 회복을 유도하기 위해 외부에서 높은 열 및 자외선 등의 에너지를 가하거나 습도 조절이 필요했다. 같은 맥락에서 일상 생활이 이루어지는 상온에서 빠른 자가 회복을 유도하려면 소재의 탄성을 급격하게 낮추어야 하기에 해당 방법으로는 소자 응용에 적절한 소재를 확보하기 어렵다는 한계가 있었다.문홍철 교수 연구팀이 제시한 이온성 고분자와 이온성 액체간 이온클러스터 형성을 통한 빠른 자가 회복 메커니즘은 고분자 체인의 원활한 움직임을 유도하지 않아도 되기에 상온에서도 1분 이내 매우 빠른 회복을 보였다. 동시에 해당 이온전도체는 1130% 이상의 높은 신축성과 고탄성을 가진다는 측면에서 웨어러블 소자 활용이 적합하다 평가되고 있다. 실제 연구팀은 간단히 소자를 자르고 붙이는 과정을 통해 픽셀화 하거나 형태를 바꿀 수 있는 신개념의 디스플레이(reconfigurable display)를 성공적으로 구현하였다. ▲ 김용민 석박사 통합과정생(좌, 제1저자), 문홍철 교수(우, 교신저자) 문홍철 교수는 “이번 연구는 기존 개념을 벗어나 아주 작은 크기의 이온의 거동 제어를 통해 이온전도체 자가 회복 특성을 크게 향상 시킬 수 있다는 점에서 큰 의의를 가진다”며 “향후 웨어러블 전자소자 응용 시 새로운 형태의 다기능 플랫폼 구축을 앞당길 핵심 소재/소자 기술이 될 것이며, 기계적인 결함이 발생했을 때 해당 문제를 스스로 빠르게 복구 할 수 있는 스마트한 시스템 구현이 가능할 것으로 기대된다”고 말했다.해당 연구는 한국연구재단 나노 및 소재기술개발사업 특화형 및 중견연계 신진후속 사업의 지원으로 수행되었다.  

    기획과 263 2022-07-01 첨부파일 다운로드
  • 45

    - 전기변색 슈퍼커패시터의 고성능화를 위한 확산 구동 제어 기술 확보서울시립대학교 화학공학과 문홍철 교수 연구팀이 에너지를 저장할 수 있는 이온젤 전해질 소재를 개발, 전기화학 반응종의 확산 제어 기술 확보를 통해 단일층으로 구성된 고성능 전기변색 슈퍼커패시터 개발에 성공했다.연구 결과는 재료과학 분야 세계적 저널인 Advanced Functional Materials (Impact factor: 18.808) 최신호에 표지 논문(Front cover)으로 게재됐다. 제목은 “Tailoring Diffusion Dynamics in Energy Storage Ionic Conductors for High-Performance, Multi-Function, Single-Layer Electrochromic Supercapacitors”이다. ▲ 문홍철 교수팀 논문 발췌 이미지고전도성 고강도 고체상 이온젤 전해질 소재 및 소자 응용 관련 원천 기술 및 핵심 노하우를 다수 갖춘 문홍철 교수 연구팀은 본 연구에서 이온젤에 포함된 전기변색 에너지 저장 소재의 농도 구배, 확산 계수 등과 같은 핵심 파라미터 측면에서 확산 거동을 제어했다. 이를 통해 단일층 전기변색 슈퍼커패시터의 고성능화를 이뤄냈으며 해당 시스템의 구동 메커니즘도 명확히 규명할 수 있었다.▲ 김선영 학생 (좌, 공동1저자), 장연재 학생 (가운데, 공동1저자), 문홍철 교수(우, 교신저자) 문홍철 교수는 “본 연구에서 개발한 전기변색 슈퍼커패시터는 소자 구조 및 제작이 매우 간단하여 높은 활용성이 기대된다”며 “충전됨에 따라 에너지 저장량을 실시간으로 소자의 색 변화를 통해 확인 가능하다는 측면에서 매우 직관적이고, 다기능을 작은 크기의 시스템에서 구현함이 중요한 스마트 소자 적용에도 적합하다고 판단한다”고 했다. 해당 연구는 한국연구재단 나노 및 소재기술개발사업 특화형 및 중견연계 신진후속 사업의 지원으로 수행되었다.     

    기획과 358 2022-06-20 첨부파일 다운로드
  • 44

     서울시립대학교 스포츠과학과(도시보건대학원. 도시빅데이터융합학과 겸직) 제세영 교수 김현정 박사 연구팀(아래 사진)이 삼성서울병원 강미라 교수 연구팀과 공동으로 수행한 연구가 생물학연구정보센터(BRIC, Biological Research Information Center)가 주관하는 ‘한국을 빛내는 사람들(한빛사)’에 등재됐다. BRIC은 생명과학분야의 학술지 가운데 IF 10이상의 학술지에 논문을 게재한 한국인 과학자를 ‘한국을 빛내는 사람들’로 선정, 등재하고 있다. 제 교수는 최근 미국심장학회(AHA) 공식 저널인 ‘Hypertension’에 ‘심폐체력과 건강혈관노화 및 동맥경화와의 관련성(Separate and Joint Associations of Cardiorespiratory Fitness and Healthy Vascular Aging With Subclinical Atherosclerosis in Men)’이라는 논문을 게재했다. 논문이 게재된 ‘Hypertension’은 2021년 기준 IF 10.19의 고혈압 분야의 저명한 저널이다.  제세영 교수는 “의학. 생명과학 전공자가 아닌 스포츠과학 전공자가 한빛사의 기준을 충족하기가 대단히 어려운데 영광스러운 일을 맞게 되어 매우 기쁘다”며 "이번 연구는 다학제 연구진간의 협력을 통해 진행된 역학 연구로, 앞으로도 심혈관계 질환 예방과 치료에 운동의 역할을 규명하는 연구를 지속하여 국민건강증진에 기여하고 싶다"라고 덧붙였다.제세영 교수 (좌측, 제1저자), 김현정 박사 (우측, 공동저자)  

    기획과 502 2022-05-25 첨부파일 다운로드
  • 43

     서울시립대학교 물리학과 노재동 교수와 장영준 교수(스마트시티학과 겸임)는 4월 20일 열린 한국물리학회 온라인 임시총회에서 ‘2022년 봄 한국물리학회상’을 수상했다.   노재동 교수는 평형계의 상전이와 임계현상에서 비평형 상전이, 복잡계 이론, 비평형 열역학, 양자 열역학에 이르는 통계물리학의 여러 분야에서의 업적을 인정받아 학술상을 수상했다.  장영준 교수는 저차원 물질계의 에피박막 시료 성장과 방사광가속기를 활용한 새로운 물리현상을 연구하며 응용물리분야의 발전에 이바지한 점을 인정받아 응용물리학술상을 수상했다. 노재동 교수는 “한국물리학회로부터 권위 있는 학술상을 수상하게 되어 매우 기쁘다. 연구에 도움을 준 선배 동료 후배 연구자들에게 감사드린다. 물리학 발전에 힘을 쏟으라는 격려로 알고 앞으로도 통계물리학의 근본원리를 이해하려는 연구에 더욱 더 정진하겠다.”라고 수상 소감을 전했다.  장영준 교수는 “한국물리학회의 권위 있는 응용물리학술상을 받아 기쁘다. 함께 연구한 학생들과 공동 연구자, 좋은 연구여건을 만들어주신 선배 물리학자들과 학교에 감사드린다.”라며, 앞으로도 물리 연구로 사회에 기여하고 인재를 키우는 데 노력하겠다.”라고 수상소감을 밝혔다. 사진 : 좌측부터 장영준 교수, 노재동 교수

    기획과 658 2022-04-20 첨부파일 다운로드
  • 42

    ​ - ‘전방향 object 인식을 통한 자율주행차의 MPC 기반 주행 제어 연구’로 선정  서울시립대학교 기계정보공학과 문선영(석사과정), 임예은(기계정보공학과 19), 사공의훈(기계정보공학과 17), 최정현(기계정보공학과 17), 박정현(기계정보공학과 19)으로 구성된 학생연구팀이 한국여성과학기술인육성재단(WISET)에서 지원하는 ‘여대학원생 공학연구팀제 지원사업’ 심화과정에 선정됐다. 본 사업은 공학연구를 수행하는 여자 대학원생이 연구책임자가 되어 이공계 전공 대학생과 연구팀을 구성한 후 자기 주도적인 연구 프로젝트를 수행할 수 있도록 지원하는 것으로 4월부터 10월까지 7개월 간 팀당 800만원의 연구비를 지원한다. 기계재료, 전기전자반도체 등 8개 분야의 주제를 지원하고 올해는 전국에서 심화과정 110팀, 일반과정 40팀이 선정됐다.​ 서울시립대학교 기계정보공학과 연구팀은 ‘전방향 object 인식을 통한 자율주행차의 MPC 기반 주행 제어 연구’라는 주제로 자율주행차의 주변 환경 인식 정확도를 높이면서 주행, 추월, 정지 등의 제어 성능을 높이는 연구를 진행할 예정이다.​ 지도교수인 기계정보공학과 황면중 교수는 “그동안 학생들이 학과의 지원과 교내 UOS T-Star 사업의 지원으로 자율주행레이싱 대회를 준비하고 있었는데, 본 과제를 통해 더욱 완성도를 높일 수 있는 연구를 수행할 수 있게 되었다. 학생들 스스로 발굴한 연구 프로젝트가 선정되어 기쁘게 생각한다.”고 밝혔다. 연구자 사진(좌로부터 문선영(석사과정, 연구책임자), 임예은(4학년), 사공의훈(4학년), 최정현(4학년), 박정현(3학년))

    기획과 912 2022-04-15 첨부파일 다운로드
  • 41

     스핀과 밸리자유도를 동시에 조절하는 스핀/밸리트로닉스 구현가능성 제시   서울시립대학교 물리학과(스마트시티학과 겸직) 정재일 교수 연구팀이 인도 IISc(Indian Institute of Science) Chandni Usha 교수 연구팀과의 공동 연구로 기존에 초전도 현상이 관측되던 마법 각도(1.1도)로 회전된 결합된 두 층 그래핀에 WSe2층을 쌓아 얻은 이종접합구조에서 0에 가까운 자기장 하에서도 스핀대칭성과 밸리대칭성이 붕괴된 반정수 전자상태를 발견했다. 공동연구팀은 기계적 박리법을 사용해 마법각도 회전 이층 그래핀/WSe2구조가 육각질화붕소로 감싸진 형태의 소자를 구현하는 데 성공했고, 홀측정과 열전도도측정을 통해 기존의 회전 이층 그래핀 연구에서 관측되지 않았던 ν=1에서의 홀농도의 반전과 ν=0.5, 3.5의 반정수 상태를 관측했다. 또한 이 반정수 상태는 0에 가까운 자기장 하에서도 유지되어 강한 전자상호작용에 의한 전하밀도파 또는 스핀밀도파상태에서 기인함을 예측했으며 밀접결합근사모델 시뮬레이션을 통해 실제 전하밀도파가 있는 마법각도 회전그래핀/WSe2구조에서 WSe2가 부여하는 스핀궤도 상호작용효과로 인해 스핀과 밸리대칭이 붕괴된 반정수 상태들이 나타남을 밝혀냈다. 이렇게 안정적인 대칭붕괴상태에는 전류의 스핀특성과 밸리특성 선택이 가능함으로 마법각도 회전그래핀에서 나타나는 플랫한 밴드특성과 결합하여 차세대 스핀/밸리트로닉스 발전에 새로운 가능성을 제시한다. 정재일 교수는 “본 연구를 통해 밝혀낸 반정수 대칭붕괴상태는 회전이층그래핀의 독특한 전자구조로 인해 스핀/밸리 정보가 구분이 된 전류를 흘려보낼 수 있을 것”이라며 “앞으로 스핀/밸리에 기반한 전자소자의 물리적 연구와 더불어 양자컴퓨터분야 등 위상학적으로 보호된 큐비트 구현에도 응용할 수 있다.”라고 설명했다.  이번 연구 성과는 삼성미래기술육성사업, 과학기술정보통신부와 한국연구재단이 추진하는 중견연구자 자원사업, 국토교통부의 스마트시티 혁신인재육성사업과 교육부의 4단계 BK21 사업의 지원으로 수행되었으며, 국제학술지 Nature Physics(Impact factor: 20.113)에 ‘Broken-symmetry states at half-integer band fillings in twisted bilayer graphene’이라는 제목으로 4월 4일 온라인 판에 게재되었다.  [붙임]  연구자 사진Bhowmik Saisab 학생 (좌측 상단, 제1저자), Chandni Usha 교수 (중앙 상단, 공동 교신저자), Appalakondaiah Samudrala 박사 (우측 상단, 공동저자), 이동규 학생 (좌측 하단, 공동저자), 정재일 교수 (중앙 하단, 공동저자), Leconte Nicolas 박사 (우측 하단, 공동 교신저자)        

    기획과 780 2022-04-04 첨부파일 다운로드
  • 40

     서울시립대학교 김용민 대학원생(화학공학과 석박사과정, 지도교수 문홍철)이 15일, 삼성전자 주최로 열린 ‘제28회 삼성휴먼테크논문대상’에서 Material Science & Engineering 분과 은상을 수상했다.  삼성휴먼테크논문대상은 우리나라 과학기술 분야의 주역이 될 젊고 우수한 과학자를 발굴하기 위해 1994년부터 매년 개최하는 대회로, 삼성전자가 주최하고 과학기술정보통신부와 중앙일보가 후원한다. 이번 대회에는 114개교가 참여했으며, Signal Processing, Circuit Design, Computer Science & Engineering, Mechanical Engineering, Material Science & Engineering 등 15개 분과에 총 2105편의 논문이 접수됐다.  수상자인 김용민 학생은 이번 연구논문에서 ‘이온 클러스터를 기반으로 자가 회복이 가능한 전해질’ 소재 및 그 활용에 대한 원천기술의 우수성을 인정받았다. 본 연구에서 제시된 고분자 이온젤 전해질은 외부 에너지의 유입 없이 상온에서도 1분 이내의 매우 빠른 속도로 스스로 치유되는 것이 가능해 미래 자가 치유형 전자소자의 핵심 소재로 활용이 기대된다.  28회 삼성휴먼테크논문대상 은상 수상자 김용민 석박사과정생(지도교수 문홍철) 

    기획과 989 2022-02-15 첨부파일 다운로드