본 연구실은 박막공학을 기반으로 한 산화물 이종접합체의 구조적, 전기적, 자성적 특성에 대한 심층 연구를 수행하고 있습니다. 산화물 박막의 성장 과정에서 발생하는 계면 현상, 원자 배열, 그리고 이로 인한 전자 구조의 변화에 주목하여, 새로운 물성 발현과 기능성 소재 개발을 목표로 하고 있습니다. 특히, LaAlO3/SrTiO3와 같은 복합 산화물 계면에서 나타나는 2차원 전자 가스(2DEG), 금속-절연체 전이, 자성 및 초전도 현상 등 다양한 양자적 현상을 실험적으로 규명하고 있습니다. 이러한 연구는 주로 원자층 증착, 펄스 레이저 증착 등 첨단 박막 성장 기술을 활용하여 고품질의 박막과 이종접합체를 제작하는 데 집중하고 있습니다. 제작된 박막의 구조적 특성은 투과전자현미경(TEM), X-선 회절(XRD), 동위원소 탐침 등 다양한 분석 기법을 통해 정밀하게 분석됩니다. 또한, 전기적·자기적 특성 측정을 통해 계면에서의 새로운 물성 발현 메커니즘을 규명하고, 이론적 모델과 실험 결과를 연계하여 심층적인 이해를 도모합니다. 이 연구는 차세대 나노전자소자, 메모리, 센서, 에너지 변환 및 저장 장치 등 다양한 응용 분야에 직접적으로 연결됩니다. 계면 제어를 통한 기능성 소재의 설계와 구현은 미래 전자공학 및 신소재공학 분야에서 핵심적인 역할을 할 것으로 기대되며, 본 연구실은 이를 위한 원천기술 확보에 앞장서고 있습니다.

본 연구실은 에너지 변환 및 저장을 위한 나노구조 소재의 설계와 합성, 그리고 이의 응용에 관한 연구를 활발히 진행하고 있습니다. 특히, 수전해, 이차전지, 태양전지 등 다양한 에너지 소자에서 요구되는 고효율, 고내구성 전극 소재 개발에 중점을 두고 있습니다. 최근에는 전기화학적 수소 발생 반응(HER), 산소 발생 반응(OER), 이산화탄소 환원 반응(CO2RR) 등에서 우수한 촉매 성능을 보이는 금속 산화물, 황화물, 나노입자 및 이종접합체의 합성과 특성 평가에 집중하고 있습니다. 이러한 연구는 박막 증착, 나노입자 합성, 표면 개질 등 다양한 나노공정기술을 활용하여, 전극의 표면적 확대, 전하 전달 효율 증대, 촉매 활성점의 극대화 등 소재의 성능을 극대화하는 데 초점을 맞추고 있습니다. 또한, 전기화학적 분석, 광전기화학 측정, 표면 분석 등 다각도의 실험을 통해 소재의 반응 메커니즘과 내구성, 효율 향상 방안을 체계적으로 탐구하고 있습니다. 이 연구는 친환경 에너지 생산 및 저장 기술의 발전에 기여할 뿐만 아니라, 차세대 에너지 소자의 상용화에 필요한 핵심 소재와 공정기술을 제공할 수 있습니다. 본 연구실은 지속가능한 에너지 사회 구현을 위한 혁신적인 소재 개발과 실용화 연구에 앞장서고 있습니다.

본 연구실은 다기능 세라믹 소재와 멀티페로익스(multiferroics) 소재의 합성, 구조 분석, 그리고 물성 제어에 관한 연구를 수행하고 있습니다. 멀티페로익스 소재는 하나의 물질 내에서 강유전성, 강자성, 강탄성 등 두 가지 이상의 오더 파라미터가 공존하는 특성을 가지며, 전기장 또는 자기장에 의한 상호 제어가 가능한 차세대 스마트 소재로 각광받고 있습니다. 본 연구실은 BiFeO3, La-doped BiFeO3 등 다양한 멀티페로익스 박막의 성장과 그 구조적, 전기적, 자기적 특성에 대한 심층 연구를 진행하고 있습니다. 특히, 외부 응력, 전기장, 자기장 등 다양한 외부 자극에 따른 구조적 변화와 물성 변화 메커니즘을 규명하고, 이를 기반으로 한 신개념 메모리, 센서, 에너지 변환 소자 등 응용 가능성을 탐색하고 있습니다. 동위원소 탐침, X-선 흡수 분광, 라만 분광 등 첨단 분석기법을 활용하여 미시적 구조와 전자 구조의 상관관계를 밝히고, 이론적 계산과 실험을 연계하여 소재의 근본적 특성을 규명합니다. 이러한 연구는 고집적, 저전력, 고신뢰성의 차세대 전자소자 개발에 중요한 역할을 하며, 미래 정보기술 및 에너지 기술의 혁신을 이끌 핵심 원천기술로 자리매김하고 있습니다. 본 연구실은 다기능 세라믹 및 멀티페로익스 소재 분야에서 국내외적으로 선도적인 연구 역량을 보유하고 있습니다.