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Impact and Significance of Our Research

Terahertz Radiation from Propagating Acoustic Phonons based on Deformation Potential Coupling

Impact and significance: This paper has engineering implication in that the heat carrier can be removed in a short time, unlike the conventional heat control concept that has to wait until thermal equilibrium is reached. Acoustic phonons are the main heat carrier in solids but are hard to remove and...

Enhancing Anisotropy of Thermal Conductivity Based on Tandem Acoustic Bragg Reflectors

Impact and significance: This paper is not about photonic metamaterials that have previously had great success. Instead, focus on a very unfamiliar “thermal” metamaterial that controls thermal conductivity based on the manipulation of acoustic phonon “waves”. And, like our pr...

Annealing-based Manipulation of Thermal Phonon Transport from Light Emitting Diodes to Graphene

Impact and significance: This paper starts from the question: acoustic phonons in the THz frequency branches, which are heat carriers of semiconductor devices, are well transferred to graphene? Previously, graphene was found to have high thermal and electrical conductivity at the same time, with gre...

Shear-strain-mediated Photoluminescence Manipulation in Two-dimensional Transition Metal Dichalcogenides

Impact and significance: This paper is about a method to emit light by applying shear strain to a band structure that should be in a dark state. Shear strain intuitively causes 1) symmetry breaking, 2) generation of a magnetic field if there are accelerating electrons, and 3) most interestingly, spi...

High-frequency atomic tunneling yields ultralow and glass-like thermal conductivity in chalcogenide single crystals

Impact and significance: Thermal conductivity is an important research topic in a variety of technical fields, such as heat-to-electricity conversion, heat removal, and thermal insulation. In solid materials, thermal conductivity is high due to the nature of the crystal structure, where atoms are we...

Coherent control of thermal phonon transport in van der Waals superlattices

Impact and significance: Van der Waals (vdW) heterostructures are a major target in materials science and condensed matter physics because of their novel physical phenomena and properties obtained by precisely stacking heterogeneous atomically thin layers. However, studies on their thermal propertie...

Electrical Manipulation of Crystal Symmetry for Switching Transverse Acoustic Phonons

Impact and significance: It is common that electrons and photons are controlled electrically. However, in the case of acoustic phonons, which are the main conductors of heat, functional development is required. This paper is about the theoretical and experimental demonstration of a method to electri...

Welcome to "Artificially Intelligent Semiconductors". Join us on a new path to semiconductor research.

 

AI가 진화하듯이 AI-S도 진화합니다 ! 

 

반도체 칩이 초미세화, 고출력, 고집적화됨에 따라 적정 구동온도를 넘어서는 일이 빈번합니다. 특히, 지능형 반도체 산업의 발전에 따라 요구되는 데이터의 규모와 연산량이 증가하면서, 연산을 담당하는 칩의 발열부하가 전체 시스템에 미치는 영향은 점차 커지고 있습니다. 

 

열의 전달은 전도, 대류, 복사 등의 방법으로 이루어지는데, 반도체는 다양한 물질들로 층층이 쌓여 있어 전도를 방열 패키징에서 중요하게 다뤄왔습니다. 이에 따라, 방열판을 이용하거나 냉각팬을 결합하는 공랭식 방열은 실생활에서도 익숙합니다. 최근에는, 그래핀 등의 나노 신소재, 열전(열을 전기로 바꾸는) 현상, 복사 냉각 등을 포함한 다양한 방열 개념이 등장했습니다.  

 

이러한 관점에서 우리 연구실은 기존의 퀀텀 전자공학을 "나노스케일 열 운반체인 포논"까지 확장하여 AI 반도체의 성능을 개선하고 관련 특성을 평가하는 퀀텀 방열 패키징 방법론을 개척합니다.

 

구체적으로, 아래와 같은 지능형 반도체의 새로운 길을 가고있습니다. 

1) 광전자 공학에서 성공을 거둔 메타소재를 열 조절에 적용하는 열 메타소재를 연구합니다.

2) 열 전달체인 포논의 퀀텀 특성을 제어하여, 나노스케일 반도체의 성능 향상-수명 향상-안전성을 확보합니다.

3) AI에 적합한 퀀텀 방열 패키징과 기존 시스템의 융합을 연구합니다. 

4) 나노 신소재의 전자, 광자, 열 특성을 평가합니다. 

5) 완전히 새로운 소자 개념을 연구합니다: 예를 들면, 전류가 아닌 "열" 다이오드, 포톤이 아닌 "포논" 증폭 및 제거 방식, 열 평형 이전의 퀀텀 포논 복사, 궁극적으로 전자-광자-열 제어 기능이 집적된 반도체 소자 등. 

 
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