광유도 동역학은 분자나 재료가 빛을 흡수한 후 일어나는 다양한 물리적, 화학적 변화를 연구하는 분야입니다. 본 연구실에서는 펨토초(fs)에서 밀리초(ms)에 이르는 매우 짧은 시간 스케일에서 일어나는 동적 과정을 관찰하여, 분자 내에서 발생하는 에너지 이동, 전하 이동, 구조 변화 등의 근본적인 메커니즘을 규명하고자 합니다. 이를 위해 초고속 분광법과 같은 첨단 실험 기법을 활용하여, 실시간으로 분자의 구조적 변화와 에너지 흐름을 추적합니다. 이러한 연구는 단순히 현상을 관찰하는 데 그치지 않고, 분자의 구조와 물성 간의 상관관계를 밝히는 데 중점을 둡니다. 예를 들어, 페릴렌디이미드, 보디피(BODIPY) 등 다양한 유기 분자 및 고분자 시스템에서 광여기 상태에서의 진동 운동, 전하 분리, 엑시톤 결합 등 복잡한 현상을 분석합니다. 이를 통해 분자의 구조적 특성이 광물성 및 기능에 어떻게 영향을 미치는지 체계적으로 이해할 수 있습니다. 이와 같은 근본적 연구는 신소재 개발, 광기능성 재료 설계, 에너지 변환 소자 등 다양한 응용 분야로의 확장 가능성을 제공합니다. 특히, 광유도 동역학의 메커니즘을 정확히 이해함으로써, 차세대 광전자 소자, 센서, 태양전지 등 혁신적 기술 개발에 기여할 수 있습니다.

본 연구실은 광유도 동역학을 단순히 이해하는 데 그치지 않고, 이를 효과적으로 제어하는 방법을 탐구합니다. 화학적 변형, 외부 전기장 및 자기장, 다양한 광원 활용 등 다양한 접근법을 통해 분자 및 재료의 광반응성을 조절하고, 원하는 기능을 구현하는 데 집중하고 있습니다. 예를 들어, 분자의 구조를 미세하게 조정하거나, 외부 자극을 가함으로써 전하 이동 경로, 에너지 전달 효율, 발광 특성 등을 정밀하게 제어할 수 있습니다. 이러한 제어 기술은 실험실에서 개발한 신소재의 실질적 응용으로 이어집니다. 최근에는 폭발물 탐지용 형광 고분자, 고효율 광전자 소자, 차세대 태양전지 등 다양한 분야에서 연구 성과가 나타나고 있습니다. 특히, 초고속 분광법을 활용한 실시간 동역학 분석을 통해, 재료의 성능을 극대화할 수 있는 최적의 조건을 도출하고 있습니다. 광유도 동역학의 제어는 미래의 스마트 소재, 에너지 변환 및 저장 장치, 정밀 센서 등 첨단 기술의 핵심 기반이 됩니다. 본 연구실은 이러한 응용 가능성을 염두에 두고, 기초 연구와 응용 연구를 유기적으로 연계하여 혁신적 연구 성과를 창출하고 있습니다.