성균관대학교 김기강 교수 연구실은 에너지과학과를 기반으로, 첨단 나노소재 및 2차원 물질의 성장, 특성 분석, 그리고 응용 소자 개발에 이르기까지 폭넓은 연구를 수행하고 있습니다. 본 연구실은 대면적 단결정 2차원 물질의 성장 기술을 세계적으로 선도하고 있으며, 그래핀, 육방정질 붕소나이트라이드(hBN), 전이금속 칼코게나이드(TMDs) 등 다양한 2차원 소재의 합성 및 구조 제어에 대한 독창적인 연구를 진행하고 있습니다. 특히, 단결정 2차원 물질의 성장 메커니즘을 규명하고, 금속 기판의 표면 구조 제어, 성장 조건 최적화 등 다양한 방법론을 통해 결함이 적고 균일한 박막 합성에 성공하고 있습니다. 이러한 기술은 차세대 반도체, 투명 전극, 센서, 양자 소자 등 다양한 첨단 산업 분야에서 핵심적인 역할을 할 수 있습니다. 또한, 본 연구실은 수소 발생 반응(HER)을 위한 고효율 원자층 촉매 개발에도 앞장서고 있습니다. 전이금속 칼코게나이드 기반의 2차원 촉매는 높은 활성, 저렴한 가격, 우수한 안정성 등으로 주목받고 있으며, 연구실에서는 도핑, 합금화, 계면공학 등 다양한 전략을 통해 촉매의 성능을 극대화하고 있습니다. 이와 더불어, 머신러닝 등 첨단 데이터 분석 기법을 접목하여 촉매의 구조-성능 상관관계를 규명하고, 혁신적인 촉매 소재 개발에 기여하고 있습니다. 2차원 반데르발스 이종접합 구조의 설계 및 소자 응용 연구도 활발히 이루어지고 있습니다. 다양한 2차원 물질을 조합하여 새로운 전자적·광학적 특성을 구현하고, 이를 기반으로 트랜지스터, 광검출기, 뉴로모픽 소자 등 차세대 소자 개발에 박차를 가하고 있습니다. 대면적 단결정 성장 기술과 소자 집적화 연구를 통해 상용화 가능성도 높이고 있습니다. 이 밖에도, 본 연구실은 다양한 국내외 연구과제와 산학협력을 통해 에너지, 반도체, 차세대 전자소자 등 다양한 분야에서 혁신적인 연구 성과를 창출하고 있습니다. 앞으로도 본 연구실은 나노소재 및 2차원 물질 분야에서 세계적인 연구 경쟁력을 바탕으로, 미래 에너지 및 정보기술 산업의 발전에 기여할 것입니다.