단일 광자 검출기 바이어스 회로는 수광소자 변이로 인한 오차 발생 문제를 겪고 있으며, 이는 정확한 광자 검출을 저해하는 요인이 됩니다. 본 발명은 이러한 문제 해결을 위해 제1 커패시터와 제2 커패시터를 활용하여 수광소자의 전하 차를 효과적으로 보상하는 향상된 바이어스 회로를 제안합니다. 이 기술은 센싱 노드의 전압 변화에 따라 제2 커패시터의 충전 및 보상 과정을 정밀하게 제어하여, 수광소자 변이에 관계없이 일정한 바이어스 퀀칭을 가능하게 합니다. 결과적으로, 기존 시스템 대비 월등히 높은 정확도를 제공하여 단일 광자 검출의 신뢰성을 획기적으로 향상시킵니다. 본 기술은 정밀 광자 검출이 필요한 다양한 분야에 적용될 수 있습니다.

기존 CMOS 이미지 센서는 고속 프레임 레이트 구현 및 면적 효율 개선에 한계가 있었습니다. 본 기술은 이러한 문제점을 해결하기 위해 개발된 축차 비교형 아날로그-디지털 변환기(SAR ADC) 및 이를 포함하는 CMOS 이미지 센서입니다. 저항 타입과 커패시터 타입의 서브 디지털-아날로그 변환기를 효율적으로 조합하고, 저항 타입 서브 변환기의 공유를 통해 면적 효율을 획기적으로 개선합니다. 또한, 리던던시 비트 활용으로 에러 발생률을 최소화하며 고속 변환을 가능하게 합니다. 이 기술은 차세대 고성능 이미지 센서 개발에 기여할 것입니다.

기존 CMOS 이미지 센서는 고속 프레임 레이트 구현에 한계가 있었으며, 축차 비교형 ADC 도입 시 면적 효율 저하가 문제로 지적되어 왔습니다. 본 발명은 이러한 문제점을 해결하고자 고속 변환과 면적 효율을 동시에 개선한 축차 비교형 아날로그-디지털 변환기(SAR ADC) 및 이를 포함하는 CMOS 이미지 센서를 제공합니다. 저항 및 커패시터 타입 서브 디지털-아날로그 변환기의 3단계 하이브리드 구성을 통해 면적 효율을 크게 향상시키며, 서브 변환기 공유 기술로 고속 동작을 가능하게 합니다. 이는 차세대 CMOS 이미지 센서 개발에 핵심적인 기여를 합니다.

기존 싱글 슬로프 아날로그-디지털 변환 장치는 낮은 대역폭에서 앰프의 비선형적 왜곡으로 인해 정확도 저하 및 전력 소모 증가의 한계가 있었습니다. 본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위해 램프 전압 범위를 변환 전압 범위보다 크게 설정하여 비선형 램프 구간과 선형 램프 구간을 순차적으로 발생시킵니다. 이후 선형 램프 구간의 전압을 기반으로 아날로그-디지털 변환을 수행하며, 비선형 구간의 변환 결과는 보정하여 전체 변환 정확성을 극대화합니다. 이 기술을 통해 낮은 대역폭에서도 뛰어난 정확성과 개선된 전력 효율을 제공하여, CMOS 이미지 센서 등 정밀한 아날로그-디지털 변환이 요구되는 다양한 분야에 혁신적인 솔루션을 제공합니다.

기존의 단광자 검출 장치는 고전압 구동 및 온도 변화에 취약한 애벌란치 광 검출기(SPAD)를 사용하여 한계가 있었습니다. 본 기술은 이러한 문제점을 해결하고자 저전압으로 동작하는 혁신적인 단광자 검출 장치를 제안합니다. 특히, PIN 구조의 광 다이오드에서 발생하는 미약한 광 전하 신호를 작은 직렬 연결 커패시터를 통해 효율적으로 큰 전압 신호로 변환하여, 단일 광자 및 미세 광자까지 정밀하게 검출할 수 있습니다. 이는 실리콘 광증폭기, LIDAR, PET 등 다양한 초고감도 광 검출 분야에 적용 가능하여, 차세대 이미징 및 센싱 기술 발전에 기여할 수 있습니다.

기존 합성가스 기반 C2-함산소화합물 제조 방식은 고온/고압 조건과 촉매 선택성의 문제점을 안고 있습니다. 본 기술은 루테늄 나노입자를 지지체에 담지시킨 새로운 불균일계 촉매를 개발하여 이러한 한계를 극복합니다. 이 촉매는 귀금속인 루테늄의 사용량을 현저히 줄이면서도 아세트산 및 에탄올 등 C2-함산소화합물의 우수한 전환율과 선택도를 제공합니다. 또한, 물 첨가 및 반응 조건 최적화를 통해 생산 효율을 극대화하며, 촉매의 장기적인 안정성을 확보하여 C2-함산소화합물 제조 공정의 경제성과 효율성을 크게 향상시킬 수 있는 혁신적인 해결책입니다.

방사성의약품 생산 과정에서 1회용 카세트의 조립 불량은 생산 실패와 경제적 손실을 초래합니다. 기존에는 생산 완료 후 불량 여부를 확인하여 사전 예방이 어려웠습니다. 본 기술은 이러한 문제점을 해결하고자, 방사성의약품 카세트의 조립성을 생산 전 단계에서 정확히 검사하는 장치를 제안합니다. 제1 카메라로 수평 조립 부품의 정렬 및 루어 조립 적정성을, 제2 카메라로 수직 조립 부품의 체결 깊이(콕 높이)를 평가하여 불량품을 신속하게 판별합니다. 이 시스템은 듀얼 카메라 영상 분석을 통해 카세트의 정확한 체결 깊이와 정렬 상태를 확인함으로써, 방사성의약품 생산 수율을 획기적으로 향상시키고 경제성을 높이는 데 기여합니다.

기존 폰 노이만 아키텍처는 높은 전력 소모와 발열 문제가 있으며, 기존 이진 신경망(BNN) 구현 방식은 집적도와 신뢰성에서 한계를 보였습니다. 본 기술은 나노 전기기계 메모리(NEM) 소자를 활용하여 이러한 문제를 해결하는 이진 신경망 및 그 동작 방법을 제시합니다. NEM 셀을 이용한 XNOR 연산을 통해 시냅스 어레이의 셀 개수와 전력 소모를 크게 줄일 수 있습니다. 또한, 최소한의 NEM 셀로 이진 신경망 어레이의 집적도를 높이고, 우수한 내구성과 신뢰성을 바탕으로 안정적인 시스템을 구현합니다. 이 기술은 차세대 저전력 고집적 인공지능 반도체 개발에 기여할 것입니다.

기존의 특정 물질 감지 기술은 높은 비용과 긴 분석 시간으로 인해 실시간 활용에 어려움이 있었습니다. 본 발명은 광결정 복합 구조물을 활용하여 특정 물질의 흡수량에 따른 부피 변화를 광학적(색) 변화로 극대화하고, 식별 영역별로 특정 물질의 통과 특성을 달리하는 부가 커버층을 통해 다차원 식별을 가능하게 하여 이러한 한계를 극복합니다. 이 기술은 휘발성 유기 화합물(VOC) 검출 센서, 지폐나 보안 카드의 진위 식별 등 보안 분야에 혁신적인 솔루션을 제공합니다. 고속 응답성과 명확한 색 변화를 통해 정밀하고 신뢰도 높은 물질 식별 및 진위 판별이 가능합니다.

본 발명은 기존 전기기계 스위치의 높은 구동 전압 문제를 해결하는 데 중점을 둡니다. 캔틸리버의 탄성에너지를 효과적으로 활용하고, 동적 슬링샷 제어 기술을 통해 풀백 및 풀인 전압을 정밀하게 제어하여 구동 전압을 획기적으로 낮추는 방법을 제시합니다. 이 기술은 MEMS(미세전기기계시스템) 및 NEM(나노전기기계시스템) 소자의 구동 효율을 극대화하며, 재구성 가능 로직(FPGA)과 같은 차세대 반도체 분야에서 필수적인 저전력, 고성능 스위치 구현에 기여합니다. 특히, 캔틸리버의 물리적 이동에 맞춰 슬링샷 신호를 동기화함으로써 안정적이고 효율적인 저전압 구동을 실현합니다. 본 기술은 인공지능, 데이터 분석 등 확장된 어플리케이션에 적용 가능합니다.

기존 바이러스 진단 방식은 높은 비용, 전문성 요구, 혹은 낮은 민감도 등 여러 한계에 직면해 있었습니다. 본 발명은 이러한 문제점을 해결하고자 폴리에틸렌글리콜디아크릴레이트(PEGDA) 및 폴리스티렌 나노입자(PSNPs)를 포함하는 수화젤 센서를 적용한 바이러스 감염 진단 키트를 제안합니다. 이 혁신적인 수화젤 센서는 바이러스 스파이크 단백질과 같은 항원 단백질의 고정력을 획기적으로 높여, 친수성 및 소수성 단백질 모두에 대한 검출 민감도를 극대화합니다. 결과적으로, 기존 진단법 대비 빠르고 정확한 현장 진단(POCT)을 가능하게 하여, 바이러스 감염 여부를 더욱 신뢰성 있게 진단할 수 있습니다. 본 기술을 통해 정밀하고 신속한 바이러스 진단의 새로운 기준을 경험하시길 바랍니다.