김태환 교수는 차세대 지능형 반도체 연구의 석학이다. 30여 년 동안 반도체 나노 양자구조 물성과 재료 및 소자 등에 관한 연구를 진행해왔다. SCI 논문지에 700편 이상의 논문을 게재했고, 국제 및 한국 특허도 167건 이상 등록했다. 특히 메모리와 디스플레이 산업계를 주도하고 있는 삼성전자(Samsung Electronics Co. Ltd.)와 LG디스플레이(LG Display Co. Ltd.) 및 IP 투자회사인 인텔렉츄얼디스커버리(Intellectual Discovery)에 75건 이상의 기술 이전을 진행하기도 했다. 본인을 ‘자연현상을 관찰하고 응용하는 연구자’라고 표현하는 김 교수는 학자로서 열정이 우리의 생활을 윤택하게 하는 데 조금이라도 도움이 되기를 바라는 소망으로 연구에 매진하고 있다.

김 교수는 현재 한양대학교 나노양자전자 연구실을 책임지고 있다. 메모리소자, 유기발광소자, 에너지 하베스트 소자 및 나노양자구조를 가진 소자 시뮬레이션 분야를 연구하는 곳으로서 한국연구재단 국가지정연구실에서 도약과제를 비롯한 여러 국가 과제와 산학 과제를 수행하고 있다. 김 교수는 이곳에서 연구진과의 작업을 통해 memristor와 synaptic device를 포함한 memristive device를 활용한 하드웨어 인공지능 구현을 위한 차세대 지능형 반도체 연구를 진행하고 있다. “사람이 영양을 섭취하여 스스로 에너지를 내고 학습하고 판단 내리고 행동하는 것처럼, 반도체 소자도 스스로 에너지를 계속해서 보충할 수 있고 학습할 수 있는 네트워크로 만들어가려고 합니다.”

김 교수의 이러한 연구는 이미 많은 동료 연구자들에 의해 인용되고 있다. 차세대 하드웨어 인공지능 구현에 필요한 멤리스티브 소자에 관한 내용, 유기 발광소자의 성능 향상과 관련된 연구, 그리고 에너지 하베스팅과 관련된 연구들이 동시대 연구자와 후학들에게 길잡이가 되고 있다. “생물학적으로 가장 발달한 인간의 뇌 작동 원리를 모방해서 지금보다 더 나은 하드웨어 소자를 만들어가고자 합니다.” 김 교수는 그동안의 연구 위에 또 다른 설계를 진행 중이다. 1)차세대 지능형 반도체에 대한 생체모방형 memristor와 synaptic device에 대한 원천기술, 2)멤리스티브 소자의 synaptic 특성을 가진 뇌 모방형 소자에 관한 연구를 기반으로 한 신경망의 네트워크 동작 원리 원천기술, 3)플렉서블 및 웨어러블 발광소자와 에너지 하베스트 소자의 상용화를 위한 소자 개발과 성능 향상에 대한 원천기술을 확보한다는 계획이다.

하드웨어 인공지능 구현을 위한 memristor와 synaptic device를 포함한 지능형 반도체 소자와 학습기능을 가진 센서와 결합한 플렉서블 및 웨어러블 에너지 하베스트 소자에 대하여 연구실 동료들과 함께 문제를 해결하기를 원하는 김 교수는 이러한 협업을 통해 “뇌신경망 네트워크 구현에 필요한 생체모방 뉴로모픽 지능형 반도체 소자의 구현과 소자의 동작에 필요한 에너지 하베스트 개발 및 자가발전형 생체모방형 융합시스템에 관한 원천기술을 확보하는 것이 목표”라고 밝혔다. 겸허한 마음으로 지식을 공유하며, 성실하고 차분하게 연구하여 삶을 윤택하게 만드는 데 기여하고 싶다는 겸손한 바람이 김 교수의 끊임없는 연구의 원동력이다. 김 교수의 뇌신경망 네트워크 연구가 심화해 감으로써 초고령화 사회의 화두인 뇌 질환을 치료할 수 있는 생체모방 기술을 구현해 낼 수 있기를 기대한다.