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유기용매상에서 WCA (Weakly Coordinating Anion) 도입이 양이온성 염료의 내광성 향상에 미치는 영향에 대한 연구
양이온성 염료는 일반적으로 우수한 색 특성을 가짐에도 불구하고, 낮은 내광성 때문에 그 응용에 한계가 있다. 특히 색재로 이용하기 위해서는 염료의 광분해로 인한 흡광도 저하와 변질은 치명적인 약점이 된다. 따라서 양이온성 염료의 사용의 확대를 위해서는 낮은 내광성을 보완할 수 있는 보편적인 방법이 필요하다. 이를 위하여 염료 양이온과 약하게 상호작용하는 음이온인 Weakly Coordina-ting Anion (WCA)를 도입하여 염료의 내광성을 향상시키고 그 메커니즘에 대하여 연구하였다. 염료의 상대 음이온으로 WCA 를 도입했을 때 기대할 수 있는 이점은 다음 두 가지가 있다. 첫째로, 양이온성 염료와 상대 음이온 사이의 강한 정전기적 인력을 비교적 세기가 약한 정전기적 인력으로 대체하면 양이온성 염료의 전하 분포가 비편재화되기 때문에 charge site 에 기인하는 불안정성을 감소시킬 수 있다. 둘째로 WCA 의 steric hindrance 로 인하여 양이온성 염료의 불안정한 charge site 와 외부의 분해요소 사이에 공간적인 방해물을 형성한다. 이 때, 상대 음이온인 WCA 의 크기가 크고 charge site 에 대한 가리움 효과를 최대화할 수 있는 구조를 가질수록 내광성 향상에 크게 기여한다. 모든 염료의 거동은 유기용매상에서 진행하였는데, 이는 유기용매의 극성에 따라 염료의 용매화 메커니즘이 달라지기 때문에, 상대 음이온이 염료 모체와 상호작용을 할 수 있는 환경과 그렇지 못한 환경을 조성하기 위함이다. 저극성 용매에서는 양이온과 음이온이 직접적인 상호작용을 하며 거동하지만, 극성 용매에서는 양이온과 음이온이 분리되기 때문에 상호작용을 거의 하지 못한다. 염료의 용매화 메커니즘을 관찰하기 위하여, 각 염료가 용해된 용액의 분광 특성과 전기전도도를 측정하였다. 본 연구에 사용한 양이온성 염료 3 종은 양이온성 염료 중에서도 특히 낮은 내광성을 갖는 염료들로 선정하였고, WCA 는 F layer 로 둘러싸인 구조를 갖는 음이온 2 종과 O-layer 로 둘러싸인 구조를 갖는 음이온 1 종을 선정하여, 총 12 종의 염료의 거동을 관찰하였다. 유기용매 상에서 이 염료들이 용해되었을 때, 상대 음이온이 WCA 로 치환되지 않은 염료보다 치환된 거의 모든 염료의 내광성이 향상되었으며, 특히 양이온성 염료와 상대 음이온이 직접적으로 상호작용할 수 있는 환경인 저극성 용매에서 모든 염료의 내광성이 향상한 것을 관찰하였다. 상대 음이온인 WCA 의 크기가 클수록 내광성을 더 큰 폭으로 향상시켰고, 상대 음이온의 크기가 비슷한 경우에는 분극성이 낮은 F-layer 로 둘러싸인 구조를 갖는 WCA 가 내광성 향상에 효과적이었다. 결과적으로 본 연구를 통하여 양이온성 염료의 상대 음이온에 WCA 를 도입하여 염료의 내광성 향상에 기여하는 것을 확인하였다. 이러한 보편적인 방법으로 양이온성 염료의 물성을 개질함으로써 양이온성 염료의 응용이 확대될 수 있을 것을 기대한다.
우성윤 대구한의대학교 일반대학원 2022 국내박사
Guan Zhong (725 BC to 645 BC) was a politician who led the national prosperity and defense of Qi dynasty during the Chinese Chun Qiu Period. Until now, the understanding of the character of Guan Zhong has remained as the main character of the idiom, Gwanpojigyo, as a pronoun of friendship. Beyond the interest in Guan Zhong as the protagonist of such generous expressions, the writer tried to analyze thoroughly the political ideology of Guan Zhong, a statesman who was real in history. The political action of Guan Zhong is a result of exquisite fusion and compromise of the various viewpoints of the Jejabaekga ideology, which was popular at the time. Therefore, the political action of Guan Zhong needs to be interpreted on the basis of the Jejabaekga ideology that was popular in ancient China at the time. Therefore, the policies and ideas expressed in the document 『Gwanja』, which reveals the actions and thoughts of Guan Zhong, were used as the main research material for this thesis. Traditionally, research on the philosophy of discipleship has been focused on four scholars of Confucianism, Taoism, Mohism and the School of Law. Among them, the attention on Guan Zhong who fused with various Jejabaekga ideologies, was inevitably lowered as Confucianism and Taoism became the central subjects of the study. However, a pragmatic politician of the Chun Qiu period Guan Zhong attracted a new attention as China embraced the capitalist market economy and developed a scholarly culture that emphasized utility and practicality. It is true that there have been rare attempts to find out the political ideology of Guan Zhong through Jejabaekga ideologies and the policy of Guan Zhong although there have been many studies on the character of Guan Zhong in recent years. In particular, attempts to study the political ideology of Guan Zhong within the overall framework of the Jejabaekga ideology encountered many difficulties due to lack of background knowledge and related materials. The basic text that enables studying the political ideology of Guan Zhong is 『Gwanja』, which records the actions and thoughts of the character Guan Zhong. However, the discrepancy between the time of the person's life and the period of writing the document caused the reliability of the character Guan Zhong's claim to be questioned. And although it was an attempt to find out Guan Zhong's political thoughts through Guan Zhong's thoughts and policies, there was a point where it was difficult to clearly distinguish whether it was the point of view of the character Guan Zhong or the point of view of the document called 『Gwanja』. In the end, Guan Zhong's political thoughts can also be derived from the document 『Gwanja』, so the discussion started after defining it as the political thoughts of 『Gwanja』. However, since a political thought is an idea derived from the political actions of politicians, it is not unreasonable to define it as the political thought of Guan Zhong. The greatest characteristics of Guan Zhong's political thoughts lies in the fusion and synthesis of the various ideas of the Jejabaekga. In detail, the political ideology of the spectators was fused and synthesized by combining the ideology of Gunbon emphasized in the School of Law and the ideology of Minbon emphasized in Confucianism. And the fact that the absolute rulership of the monarch is regarded the most important, but that the public opinion is emphasized no less than that shows that he Guan Zhong's political thought is one of middle-road, middle path and pragmatic. And his political measures were reflected in the policy by selecting the core of the Jejabaekga ideologies that was popular in Chun Qiu Period and the age of the warring states. Therefore, it can be said to be middle-road, synthetic, negotiative, and transitional political thought in the sense that it does not depend on any specific individual thought. It was a great opportunity and rewarding to be able to study the politician Guan Zhong's political thoughts under the foundation of the three major pillars of Confucianism, Taoism and the School of Law. The politician Guan Zhong's political thoughts are concentrated with the goals of establishing legal order and achieving the national prosperity and defense. In order to achieve such a goal, Guan Zhong valued utility and practicality, and extracted the strengths of various Jejabaekga ideologies before applying them to real politics by fusing and mixing them. Behind the Guan Zhong's political measures, both the strict realism of the school of law and the warm idealism of Confucianism and Taoism are melted. Policies were implemented under various ideological backgrounds and men of ability were appointed rather than sticking to a specific ideology. The Guan Zhong's political thoughts, which emphasized the economic stability of the people, national defense and diplomacy, and emphasized practicality and reality rather than ideals and causes, are the theoretical foundation that explains the Chinese temperament, the rapid economic development and the growth of national power in China recently. It is supposed that these inclusive, pragmatic, and realistic aspects of Guan Zhong, while not disregarding the traditions and morals of the past are the qualities that today's political leaders and corporate CEOs must possess. Problems such as extreme rich-poor conflict, left-right conflict, generational conflict, and gender conflict are issues that are occurring simultaneously in current Republic of Korea and are increasing in severity as time goes by. Especially, the seriousness of these problems is becoming more prominent with the big elections ahead. Conflicts due to differences in political orientation, religion, gender, and generation will always exist, but it is supposed that it is political leaders' role to confront and minimize those conflicts, and pursue the development of the state. Efforts to exclude extremes and embrace people with different opinions and go together are the most necessary qualities for a national leader. A good example of such a case is the person Guan Zhong in Chun Qiu Period. The Guan Zhong's political thoughts can help to equip the leaders and the whole people with the qualities of pragmatism, inclusiveness, and moderation, and in that respect, his political thoughts has a sufficient modern significance. 관중(기원전 725 ∼ 기원전 645)이라는 인물은 중국 춘추시대 제나라의 부국강병을 이끈 정치가이다. 지금까지 관중이라는 인물에 대한 이해는 우정의 대명사로서 관포지교라는 사자성어의 주인공에 머물러 있었다. 논자는 그러한 관용적 표현의 주인공으로서의 관중에 대한 관심을 넘어 역사에 실재했던 경세가 관중의 정치사상에 대해서 밀도있게 분석해 보고자 하였다. 관중의 정치적 조치는 당시 유행했던 제자백가사상의 다양한 관점들을 절묘하게 융합하고 절충하여 나타난 것이다. 그러므로 관중의 정치적 조치는 당시 고대 중국에서 유행했던 제자백가사상의 기반하애 해석될 필요가 있다. 그래서 관중의 행적과 사상이 드러나있는 『관자』라는 문헌에 나타난 정책과 사상들을 본 논문의 주연구자료로 삼게 되었다. 전통적으로 제자철학에 대한 연구는 유가 · 도가 · 묵가 · 법가의 사가에 집중되었다. 그 중에서도 유가와 도가가 연구의 중심주제가 됨으로써 다양한 제자백가사상을 융섭한 관중이라는 인물의 주목도는 떨어질 수 밖에 없었다. 그러나 중국이 자본주의 시장경제를 받아들이고 실리와 실용을 강조하는 학풍이 조성됨에 따라 춘추시대의 실용적 정치가였던 관중이 새롭게 주목받게 되었다. 근래에 들어 많은 관중이라는 인물에 대한 연구가 많아지기는 했으나 제자백가사상과 관중의 정책을 통해 관중의 정치사상을 구명해보려는 시도는 드문 것이 사실이었다. 특히 제자백가사상의 전체적 틀안에서 관중의 정치사상을 연구하려는 시도는 배경지식의 부족과 관련자료의 부족으로 많은 난관에 부딪혔다. 관중의 정치사상을 연구할 수 있는 기본적 텍스트는 관중이라는 인물의 행적과 사상을 기록한 『관자』이다. 그러나 인물의 생존시기와 문헌의 작성시기가 불일치하여 항상 관중이라는 인물의 주장의 신뢰성이 의문시되는 문제가 발생하였다. 그리고 관중의 사상과 정책을 통해 관중의 정치사상을 구명하려는 시도이지만 관중이라는 인물의 시점이냐, 또는 『관자』라는 문헌의 시점이냐를 명확히 구분하기 힘든 지점이 존재하였다. 결국 관중의 정치사상도 결국 『관자』라는 문헌에서 근거를 도출할 수 있으므로 『관자』의 정치사상이라고 규정하고 논의를 시작하였다. 그러나 정치사상이라는 것은 결국 정치가의 정치적 조치에서 도출되는 사상이므로 관중의 정치사상이라해도 무리가 없다는 생각이다. 관중의 정치사상은 제자백가의 다양한 사상을 융합하고 종합한 데에 가장 큰 특징이 있다. 세부적으로 보면 관중의 정치사상은 법가에서 강조하는 군본의 이념과 유가에서 강조하는 민본의 이념을 융합하고 종합하였다. 그리고 군주의 절대 통치권을 가장 중시하지만 백성의 민심을 그에 못지 않게 강조하였다는 것은 관중의 정치사상이 중도 · 중용 · 실용의 정치사상임을 보여준다. 그리고 그의 정치적 조치들은 춘추시대와 전국시대에 유행하던 제자백가사상들의 핵심을 뽑아 정책에 반영한 것이다. 그러므로 어느 특정한 개별 사상에 의존하지 않았다는 점에서 중도적 · 종합적 · 절충적 · 과도기적 정치사상이라고 말할 수 있다. 제자백가사상의 큰 세 축인 유가 · 도가 · 법가사상의 토대아래 정치가 관중의 정치사상을 부족하나마 연구해 볼 수 있었던 것은 큰 기회이자 보람이었다. 관중이라는 정치가의 정치사상은 법질서의 확립과 부국강병의 달성이라는 목표로 집약된다. 관중은 그러한 목표를 달성하기 위해서 실리와 실용을 중시하고 다양한 제자백가사상들의 장점을 뽑아내어 융합하고 통섭하여 현실정치에 적용하였다. 관중의 정치적 조치들의 이면에는 법가의 엄격한 현실주의와 유가 · 도가의 따듯한 이상주의가 모두 녹아있다. 특정한 사상에 경도되지 않고 다양한 사상적 배경아래 정책을 집행하고 인재를 등용하였다. 백성의 경제적 안정과 국방과 외교를 중시하며 이상과 명분보다는 실리와 현실을 중시한 관중의 정치사상은 중국인의 기질과 최근 중국의 급속한 경제발전, 국력신장을 설명해주는 이론적 토대이다. 관중이라는 인물이 가졌던 이러한 포용적 · 실용적 · 현실 중시적 면모, 그러면서도 과거의 전통과 도덕을 경시하지 않는 특징은 오늘날의 정치지도자들이나 기업의 경영자들이 반드시 구비해야 할 자질이라고 생각된다. 극단적인 빈부 갈등, 좌우 갈등, 세대 갈등, 성별 갈등과 같은 문제들은 현 대한민국에서 동시다발적으로 터져나오는 문제들이며 시간이 지날수록 심각성을 더해가고 있다. 특히 큰 선거를 앞두고 이러한 문제들의 심각성은 더더욱 대두되고 있다. 정치적 지향, 종교, 성별, 세대간의 차이에 따른 갈등들은 늘 존재할 수 밖에 없는 것이지만 그러한 문제들을 똑바로 직시하고 갈등을 최소화하며 국가발전을 추구하는 것이 정치지도자가 해야 할 일이라고 생각한다. 극단을 배제하고 생각이 서로 다른 사람들을 포용하고 함께 가려는 노력은 국가지도자에게 가장 필요한 자질이다. 그러한 사례의 좋은 본보기가 바로 춘추시대의 관중이라는 인물이다. 지도자와 전체 국민 모두가 실용과 포용, 중용의 자질을 갖추는 데 관중의 정치사상은 도움을 줄 수 있으며, 그러한 점에서 관중의 정치사상은 충분한 현대적 의의를 가진다.
『管子』의 道家 · 儒家 · 法家 思想의 受容과 變形에 관한 硏究
우성윤 대구한의대학교 대학원 2020 국내석사
Gwanjung (B.C. 719-B.C. 645), a great premier of Qi in Chunqiu Period, is a outstanding Chinese politicians in ancient China. The figure Gwanjung is quite known to us as the idiom of David and Jonathan Friendship, but not as well as philosophers such as Confucius, Mencius, Lao-tzu and Chuang-tzu. The academic world in China and Korea featured the research of Confucianist and Taoist, which form the basis of the history of Chinese philosophy in the past and besides, researched Jejabaekga(諸子百家/Multiple Philosophers) thought such as Fachian or Mohist in general. China, which was a closed one-party system of communist party, shifted to the reform-opening line since the 1970s, and achieved rapid economic development by embracing market economy and capitalism. Attempts to explain China's emergence in terms of ideology and theory also appear in Chinese academia, a representative example of which is the study of Gwanjung. The moralism of Confucianist, which emphasizes the just and great cause, or the idealism of Taoist, which ignores reality, are hard to explain theoretically about the transformed state of China today. The reason that Gwanjung attracts a lot of interest and excitement at this point of time is that Gwanjung, a great premier of Qi in Chunqiu Period, well show the economic development of China and the ideological foundations that are based on it. Order, and richness and power are the essence of Gwanjung. The ideology of Gwanjung that emphasizes the quality of economic life of the people, defense and diplomacy, and practicality and reality rather than ideals and causes, explains the Chinese temperament, the recent rapid economic development of China, and the expansion of strength of nation well theoretically. Gwanjung was a realistic politician who emphasized the interests of the state and the people, and therefore he was a convergent thinker who applied multiple philosophers' thought which was popular at the time to his own view of politics by properly accepting and integrating. Thoughts appearing in 『Guanzi(管子)』 are so diverse that they may seem miscellaneous, but have their own organic logical structure. The most distinctive feature is that it forms a system of fusion of morality, etiquette and laws. The philosophical thought in Guanzi is different from Taoist's idealism or Confucianist's moralism, and Fachian's law-universalism. Guanzi focuses on the law and does not forget the importance of morality and courtesy, showing characteristics of joint use of etiquette and laws, combination of morality and laws, and additional reign of virtue and laws. In the Tao thought of Guanzi, Tao is a source of existence and closely related to Ki, and at the same time is understood as a basis of life and political norms. In this part, it contains the characteristics of both of Taoist and Fachian. The function of the mind was regarded as the status of a monarch, emphasizing the discipline of the mind, and Jeong and Gyeong are covered as the method of discipline. Jeong can be related to the concept of Taoist and Gyeong, to Confucian concept. Concerning the theory of human nature, he recognized and valued the human nature that pursue interest, and developed political ideology based on this. Guanzi can be reviewed as a figure who compromised between Seongakseol(the ethical view that human nature is fundamentally evil) and Seongseonseol(the theory that man's inborn nature is good) as he not only emphasized the interests and desires of humans, but also the importance of morality and courtesy. As for the ethical thought, the concept of benevolence appears in fragment in Guanzi. However, Guanzi valued etiquette rather than benevolence, and emphasized social ethic rather than personal ethics. Therefore, there is a big difference between the Confucian concept of InUiYaJi thought, which is a personal ethical concept, and the Guanzi's concept of YeUiYeomChi thought, which is a principle of national governance. The philosophy of Guanzi greatly influenced Xunzi(荀子) who studied in Jikhahak Palace, providing Fachian thought with the ideological foundation and contributing to overcoming the ideality of Mencius Confucianism. Guanzi is centered on the political and economic contents for the wealth and military strength of a country, but it does not consist only of practical policy contents. This in-depth discussion of concepts such as Tao, Ki, Virtue, Righteousness, Law, and Mind provides idealistic philosophical insights while presenting realistic solutions to national problems. The philosophical thoughts of Guanzi can be commented as a pragmatic and flexible ideas that led to the development of the state of Qi by integrating and converging Taoist, Confucianist, and Fachian Thought, and other various Jejabaekga(諸子百家/Multiple Philosophers) thoughts. Such achievements of the times is newly spotlighted and provides a theoretical basis that explains well of the current rapid economic development in China. It will be a time worthwhile if not only the CEO of companies, the leaders of the state, but also many people from all walks of life, both young and old, explore the ideas of Guanzi, a great premier in ancient China. 춘추시대 제나라의 명재상이었던 관중(B.C. 719-B.C. 645)은 고대 중국의 뛰어난 정치가이다. 우리에게 관중이란 인물은 관포지교라는 고사성어로 꽤 알려져 있지만 공자나 맹자, 노자, 장자와 같은 철학자들만큼은 잘 알려져 있지 않았다. 중국이나 한국의 학계에서도 과거에는 중국철학사의 양대 근간을 이루는 유가와 도가에 대한 연구가 주를 이루었고 그 외 법가나 묵가 등과 같은 제자백가사상에 대한 연구가 일반적이었다. 폐쇄적인 공산당 일당체제였던 중국은 1970년대 이후 개혁개방노선으로 전환하고 시장경제와 자본주의를 수용하여 급속한 경제발전을 이루게 된다. 중국의 급부상을 사상적·이론적 측면에서 설명해보려는 시도가 중국학계에서도 나타나게 되는데 그 대표적인 예가 관중에 대한 연구이다. 대의명분을 중시하는 유가의 도덕주의나 현실을 도외시하는 도가의 이상주의는 오늘날 중국의 변화된 모습을 이론적으로 설명해주기 힘들다. 관중이라는 인물이 이 시점에서 많은 관심과 흥미를 불러일으키는 이유는 중국의 경제 발전, 그 밑바탕에 녹아 있는 사상적 토대를 춘추시대의 명재상 관중이 잘 보여주고 있기 때문이다. 질서와 부강은 관중사상의 요체이다. 국민의 경제적 삶의 질을 중시하고 국방력과 외교력을 강조하며 이상과 명분보다는 실리와 현실을 중시하는 관중의 사상은 중국인의 기질과 최근 중국의 급속한 경제발전, 국력신장을 이론적으로 잘 설명해 주고 있다. 관중은 국가와 백성의 이익을 강조한 현실정치가였으므로 당시 유행하던 여러 제자백가사상들을 적절히 수용하고 통합하여 자신의 정치관에 적용한 융합론적 사상가이다. 『관자』에 나타난 여러 사상들은 너무 다양하여 잡다해 보일 수 있지만 나름대로의 유기적인 논리구조를 가지고 있다. 가장 큰 특징은 도와 예와 법이 융합된 체계를 형성하고 있다는 점이다. 관자의 철학사상은 도가의 이상주의나 유가의 도덕주의와 다르며 법가의 법만능주의와도 거리가 있다. 관자는 법을 중시하는 가운데 도덕과 예의의 중요성도 잊지 않음으로써 예법병용, 도법결합, 덕법겸치의 특징을 보여준다. 관자의 도사상에서 도는 존재의 근원으로써 기와 밀접한 연관성을 지님과 동시에 삶과 정치 규범의 근거로도 이해되고 있다. 이 부분에서 도가의 법가의 특징을 동시에 담고 있는 것이다. 마음의 기능을 군주의 지위과 같은 것으로 보며 마음의 수양을 강조하였는데, 수양의 방법에서는 정과 경을 아우른다. 정은 도가의 개념, 경은 유가의 개념과 연관지울 수 있다. 본성론에 있어서는 인간의 이익 추구 본성을 인정하고 중시하였는데, 이를 바탕으로 한 정치사상을 전개하였다. 관자는 인간의 이익과 욕망을 중시하지만 도덕과 예의의 중요성도 아울러 강조하였기 때문에 성악설과 성선설을 절충한 인물이라 평할 수 있다. 윤리사상에서는 관자에서도 인개념이 단편적으로 나오기는 하지만, 관자는 인보다는 예의 개념을 중시하였고 개인윤리보다는 사회윤리를 강조하는 입장을 취하였다. 그래서 개인윤리적 개념인 유가의 인의예지사상과 통치원리인 관자의 예의염치사상은 그 개념적 차이가 크다. 관자의 철학은 직하학궁에서 연구하였던 순자에게 많은 영향을 주어 후일 법가 사상의 사상적 토대를 제공하였고 맹자 유학의 관념성을 극복하는데도 기여하였다. 관자는 부국강병을 위한 정치경제적 내용이 중심을 이루고 있지만 단순히 실용적인 정책내용으로만 구성된 것은 아니며 도, 기, 덕, 의, 법, 심 등의 개념을 심도있게 다룸으로써, 현실적인 국가문제해결책을 제시하는 동시에 이상적인 철학적 통찰도 보여주고 있다. 관자의 철학사상은 유가·도가·법가와 그 외의 여러 제자백가사상을 융합하고 통섭하여 제나라의 발전을 이끈 실용적이고 융통성있는 사상이라고 평할 수 있다. 그러한 시대적 성과는 오늘날 새롭게 각광받으면서 현재 중국의 급속한 경제발전을 잘 설명해주는 이론적 토대를 제공해 주고 있다. 기업의 CEO나 국가지도층 뿐만 아니라 학생들, 남녀노소 각계각층의 많은 사람들이 고대 중국의 명재상 관중의 사상을 탐구해 본다면, 그것은 충분히 가치있는 시간이 될 것이다.
Synaptic and Neuron Devices for Excitatory and Inhibitory Signals in Neuromorphic Systems
Recently, hardware-based neural networks (HNNs) have emerged since neuromorphic systems can compute complex data efficiently. Various synaptic devices and neuron circuits suitable for architectures and learning algorithms have been researched for high performance in HNNs. Specifically, processing simultaneously both excitatory (G+) and inhibitory (G–) signals transmitted from synaptic arrays are important to process the computation efficiently and improve the performance of HNNs. In this dissertation, synaptic and neuron devices are proposed for the neuromorphic system with high density and low power consumption. A positive-feedback (PF) device simultaneously processing excitatory and inhibitory signals is used as the neuron device to replace conventional neuron circuits. Owing to the steep switching characteristics of the PF operation, the PF neuron device can reduce the energy consumption during processing integration function of neurons. The PF neuron device is an efficient structure that merges a gated thyristor and a single MOSFET. By accumulating electrons in an n floating body of the PF neuron device, the integrate-and-fire operation with steep subthreshold swing (SS < 1 mV/dec) is experimentally implemented. The electrons accumulated in the n floating body are discharged by applying inhibitory signals to the merged FET. Moreover, the threshold voltage (Vth) of the proposed PF neuron with a non-volatile memory function is controlled by program and ease states in a charge storage layer. The PF neuron circuit that consumes low energy per a spike (~ 0.62 pJ/spike) consists of one PF device and only five MOSFETs for the integrate-and-fire function and reset operation. The dual-gate FET with independent two gates (G1 and G2) is proposed as the synaptic device. Here, G1 turns on and off the synaptic device, and G2 with the charge storage layer controls the conductance of the dual-gate FET for synaptic weights. The range of conductance change of the dual-gate FET is very wide (100 pA ~ 1 μA). In the NOR type array based on the dual-gate FETs, program and erase operations can be implemented with the Fowler-Nordheim (FN) tunneling mechanism, resulting in low power consumption during the synaptic weight update. The sum of current (3.63 μA) of eight individual dual-gate FETs is almost the same (~ 0.87 %) as the Itotal (3.6 μA) of eight dual-gate FETs in the NOR type synapse array. The variations (σ/μ) of the quantized synaptic currents in eight synaptic devices are obtained as 0.023, 0.011, 0.015, and 0.032 for four different synaptic weight states. The PF neuron circuit and synapse array based on the dual-gate FETs provide viable solutions for high-density and low-energy neuromorphic systems. 하드웨어기반 신경망 기술은 복잡한 데이터를 효율적으로 처리하는 신경 모방 시스템의 활용으로 대두되고 있다. 이러한 하드웨어 기반 신경망 기술의 성능 향상을 위해 아키텍쳐와 학습 알고리즘에 적합한 시냅스 어레이와 뉴런 회로들이 개발되고 있다. 특히, 시냅스 어레이에서 전달되는 흥분 및 억제 신호들을 동시에 처리하는 기술을 하드웨어 기반 신경망의 인지 능력을 향상시키는데 중요하다. 본 논문에서 고집적 및 저전력 신경 모방 시스템을 개발하기 위해 시냅스 및 뉴런 소자를 제안한다. 문턱 전압 조절이 가능하고 흥분 및 억제 신호를 동시에 처리할 수 있는 양의 피드백 뉴런 소자를 기존의 뉴런 회로를 대체하기 위해 제안한다. 양의 피드백 동작으로 인해 가파른 스위칭 특성을 가진 양의 피드백 뉴런 소자는 뉴런의 통합 및 발화 기능을 저전력으로 구현할 수 있다. 양의 피드백 뉴런 소자의 구조는 게이트 PNPN 다이오드와 하나의 MOSFET이 효율적으로 접합된 구조이다. 양의 피드백 뉴런 소자의 부유-바디에 전자를 쌓음으로 뉴런의 통합 및 발화가 실험적으로 구현된다. 부유-바디에 쌓인 전자는 접합된 MOSFET에 억제 신호가 전달되면 드레인으로 빠져나간다. 더욱이, 제안된 양의 피드백 뉴런 소자는 부유-바디 상단에 존재하는 전자 저장 층에 의해 문턱 전압이 조절된다. 양의 피드백 뉴런 회로는 하나의 양의 피드백 소자와 다섯 개의 MOSFET으로 뉴런의 발화 및 통합 동작과 초기화 동작을 구현 할 수 있으며, 그 에너지 소모는 0.62pJ/spike이다. 두개의 독립된 게이트를 가지는 듀얼 게이트 FET를 시냅스 소자로 제안한다. G1은 시냅스 소자를 켜고 끄는 역할을 하고, 전하 저장 층을 가지고 있는 G2는 시냅스 가중치를 위해 듀얼 게이트 FET의 전류를 조절하는 역할을 한다. 듀얼 게이트 FET의 컨덕턴스 변화는 100 pA 에서 1 μA까지 그 범위가 아주 넓다. 듀얼 게이트 기반 NOR 시냅스 어레이는 파울러-노르하임 (FN) 터널링으로 프로그램 및 이레이즈 동작을 구현할 수 있으며, 저전력으로 시냅스 가중치를 변화할 수 있다. 시냅스 어레이에서 8개 시냅스 전체 전류의 합은 3.6 μA으로 8개의 각 시냅스 전류를 한 전류(3.63 μA)와 약 0.87 % 차이로 거의 일치한다. 또한, 제작된 시냅스 소자 어레이는 네 가지 시냅스 가중치 상태에 대해 0.023, 0.011, 0.015 및 0.032의 변화를 보여준다. 우리가 제안한 양의 피드백 뉴런 회로와 듀얼 게이트 FET 기반 시냅스 어레이는 고집적 및 저전력 신경 모방 시스템을 구현하는데 해결책을 제공해 줄 것이다.
(A) Study on Lightweight Logging System based on Block-fragmentation Algorithm for Edge Cloud
In the edge cloud, when two types of service providers provide services to users through edge nodes, each service provider has different logging areas. And many logs are generated when resource-limited edge nodes provide services. Due to these characteristics, it’s difficult to access quality of service (QoS) violations and complying with service level agreements (SLAs). For these reasons, various research for secure logging system has been studied to protect the privacy of users in logs. One of the reasons for high performance is that logs are managed on a cryptographic basis with large unit counts for user privacy. And most studies focus on the Log Chain (LC) structure that preserve the correct order of the log entry. The characteristics of chronologically generated LC can lead to performance degradation. To apply a logging system for privacy on edge clouds, we propose lightweight logging system that also confirm QoS violations and compliance in limited resource edge environment. Based on third-party brokers in the logging system, we propose block-fragmentation algorithm to minimize overhead for calculations. First, a selective separation of logging data in two fragments a public one and a private one. We treat public one as a block size and private one as a fragmentation size. Therefore, we propose a Block-fragmentation algorithm based framework that improves the service availability by reducing the CPU usage. Second, the third-party broker plays a role of confirming QoS violations and compliance between the two providers, thereby securing reliability between the Cloud Service Provider (CSP) and Network Provicer (NP). Consequently, Our proposal system has less processing time than encryption and more data confidentiality than just uniformly fragmented. Abstract In this report, by improving the existing logging technique in the edge cloud with limited resources, it reduces the CPU usage to improve the availability of services. Our purpose is to look at confidential data protection by the way of log fragmentation based on confidentiality levels. Using our contributions, it is expected to be improvement of mutual reliability and expansion of business base.