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전북대학교 김서영 석사과정생(전자정보재료공학과)이 교육부와 한국연구재단이 지원하는 ‘2026년도 이공분야 학술연구지원사업’(석사과정생 연구장려금 지원사업)에 최종 선정됐다.
이 사업은 국내 석사과정생의 창의적이고 도전적인 학위 연구를 지원하고, 우수한 학문후속세대를 육성하기 위해 추진되는 사업이다. 김서영 대학원생은 2026년 9월부터 1년간 총 1,200만 원의 연구비를 지원받아 연구를 수행한다.
선정 과제는 ‘결함 제어 페로브스카이트 PMMA 기반 병렬 TRNG 소자 연구’다. 빛에 반응하는 페로브스카이트 소재에 고분자를 혼합했을 때 발생하는 불규칙한 광전기적 신호 변화를 활용해 빠르고 신뢰도 높은 진성난수생성기(True Random Number Generator·TRNG)를 구현하는 것이 핵심이다.
진성난수생성기는 예측하기 어려운 물리적 현상에서 무작위 숫자를 생성하는 기술이다. 알고리즘에 기반한 기존 의사난수 방식과 달리 생성 규칙을 역으로 추정하기 어려워 암호키 생성과 개인정보 보호, 사물인터넷 기기, 보안 반도체 등 다양한 정보보안 분야에서 활용 가치가 높다.
김 대학원생은 높은 광흡수 특성을 지닌 페로브스카이트에 고분자를 혼합해 소재 내부의 결함 밀도와 전하의 움직임을 조절하고, 이를 난수 생성에 활용할 수 있는 확률적 신호로 구현할 계획이다.
또한 전자수송층과 금 전극 사이에 나노미터 두께의 PMMA 초박막 계면층을 도입한다. 이를 통해 전하 전달 과정에서 발생하는 비선형적 변동성을 제어하고, 각 전극에서 수집되는 전하의 시간적·공간적 분포를 변화시켜 난수의 무작위성을 높인다는 구상이다.
최종적으로는 미국 국립표준기술연구소(NIST)의 15개 무작위성 시험을 통해 생성된 비트열이 진성난수의 특성을 갖췄는지 검증하고, 초당 2만 비트 이상의 난수 생성률을 확보하는 것을 목표로 하고 있다.
이번 연구에서 확보할 페로브스카이트 결함 제어와 PMMA 계면 공학, 병렬 신호처리 기술은 소형·저전력 보안 소자의 성능을 높이는 기반 기술로 활용될 것으로 기대된다. 향후 스마트기기와 사물인터넷, 보안 반도체, 하드웨어 암호화 시스템 등 차세대 정보보안 분야로도 응용 범위를 넓힐 수 있을 전망이다.
김서영 대학원생은 “연구 방향을 지도해 주시고 아낌없이 지원해 주신 박유신 지도교수님과 연구실 구성원들에게 감사드린다”며 “페로브스카이트 소재의 확률적 특성을 활용한 진성난수생성 기술을 발전시켜 차세대 정보보안과 보안 반도체 분야에 기여하는 연구자로 성장하겠다”고 말했다.
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