컴퓨테이셔널 혁신소재 연구실은 이종계면 및 순수계에서 발생하는 물리·화학적 현상을 원자 수준에서 심층적으로 탐구하는 연구실입니다. 본 연구실은 밀도범함수 이론(DFT) 등 최첨단 계산과학 기법을 활용하여, 다양한 소재의 구조-물성 상관관계를 규명하고, 계면에서의 전자구조 변화, 결함 및 도핑 효과, 전하 이동 메커니즘 등을 정량적으로 분석합니다. 이를 통해 실험적으로 관측하기 어려운 미시적 현상까지 예측하며, 신소재 설계와 고성능 소자 개발에 중요한 이론적 기반을 제공합니다. 특히, 응집계 및 2차원 자성체에서의 전자수송과 양자역학적 효과에 대한 연구를 중점적으로 수행하고 있습니다. 벌크 소재와 계면에서의 전자 이동, 초전도성, 자성, 위상학적 상태 등 양자역학적 현상을 다체 시뮬레이션과 비평형 그린 함수 방법론을 통해 해석합니다. 최근에는 2차원 자성체의 층간 자기결합, 스핀트로닉스 응용, 전기적 제어 가능성 등도 집중적으로 연구하여, 차세대 정보소자 및 양자컴퓨팅 기술의 기반을 마련하고 있습니다. 또한, 촉매 및 에너지 변환 소재의 전자구조 예측과 소프트웨어 개발에도 주력하고 있습니다. 수소 발생, 산소 발생, 이산화탄소 환원, 질소 환원 등 친환경 에너지 변환 반응에 적합한 촉매를 이론적으로 설계하고, 머신러닝 기반의 고속 스크리닝 기법을 도입하여 혁신적 촉매 후보군을 발굴합니다. 자체 개발한 시뮬레이션 툴을 통해 소재의 구조적 안정성, 전자 및 자기적 특성, 계면 반응 메커니즘 등을 정밀하게 예측합니다. 이외에도, 반도체, 태양전지, 금속-공기 배터리, 연료전지 등 다양한 첨단 소자 및 에너지 시스템에 적용 가능한 신소재 설계와 계면공학 연구를 수행하고 있습니다. 실험-이론 융합 연구를 통해 실제 소재 개발의 효율성을 극대화하며, 미래 혁신기술의 기반을 마련하고 있습니다. 우리 연구실은 앞으로도 원자·전자 수준의 정밀 시뮬레이션과 이론적 해석을 바탕으로, 새로운 물질 현상과 혁신적 기능을 지속적으로 발굴하고, 첨단 소재 및 소프트웨어 혁신을 선도해 나갈 것입니다.