나노역학적 운동 변환 및 검출 기술은 나노 및 마이크로 스케일의 기계적 시스템에서 발생하는 미세한 운동을 정밀하게 측정하고 분석하는 핵심 기술입니다. 본 연구실에서는 나노전자기계시스템(NEMS)과 원자힘현미경(AFM)에서 사용되는 마이크로캔틸레버 등 다양한 미세 기계 구조물의 운동을 고감도로 검출하기 위한 광학적 방법론을 개발하고 있습니다. 특히, 광간섭계와 광 나이프엣지(knife-edge) 기법을 활용하여 나노미터 수준의 변위를 실시간으로 측정할 수 있는 시스템을 구축하고, 이러한 기술을 통해 미세 구조물의 동적 특성을 정밀하게 분석합니다. 이러한 연구는 기계적 시스템의 소형화가 가속화됨에 따라, 기존의 광학적 측정 방식이 갖는 회절 한계와 감도 저하 문제를 극복하는 데 중점을 두고 있습니다. 연구실에서는 소자 크기가 서브마이크론 이하로 축소될 때 발생하는 광학적 회절 효과와 그로 인한 감도 저하를 최소화하기 위한 새로운 검출 기술을 개발하고 있습니다. 이를 통해 실온에서 동작 가능한 고감도, 고대역폭의 나노역학적 운동 검출 시스템을 구현하고, 다양한 메조스코픽 시스템의 동역학을 심층적으로 연구합니다. 이러한 기술은 센서, 신호처리 소자, 바이오센서 등 다양한 분야에 응용될 수 있으며, 나노스케일에서의 물리적 현상 이해와 새로운 기능성 소자 개발에 중요한 역할을 합니다. 앞으로도 본 연구실은 나노역학적 운동 검출의 한계를 극복하고, 차세대 나노기계 시스템의 실용화 및 상용화를 위한 연구를 지속적으로 추진할 예정입니다.

자성, 초전도, 반도체 나노구조체의 물성 연구는 나노미터 크기의 다양한 물질에서 나타나는 고유한 전자기적, 구조적 특성을 규명하는 데 중점을 둡니다. 본 연구실은 자성 나노입자, 초전도 박막, 반도체 나노구조 등 다양한 나노소재를 합성하고, 이들의 자기적, 전기적, 구조적 특성을 정밀하게 분석합니다. 특히, 뫼스바우어 분광법, 전자현미경, 자기장 측정 시스템 등 첨단 분석 장비를 활용하여 나노구조체의 미시적 특성과 상전이 현상, 스핀트로닉스 응용 가능성 등을 연구합니다. 이러한 연구는 나노구조체의 크기, 형태, 조성 변화에 따라 나타나는 새로운 물리적 현상과 상전이, 그리고 이로 인한 기능성 향상에 대한 이해를 심화시키는 데 기여합니다. 예를 들어, 자성 나노입자의 표면 흡착에 의한 공진 주파수 변화, 초전도-정상 금속 이종접합에서의 준입자 동역학, 반도체 나노구조의 전기적 특성 변화 등 다양한 주제를 다루고 있습니다. 또한, 나노구조체의 자기적 특성은 차세대 정보 저장장치, 센서, 에너지 변환 소자 등 다양한 첨단 산업 분야에 응용될 수 있습니다. 본 연구실은 이러한 나노구조체의 물성 연구를 통해 새로운 물질의 개발과 응용 가능성을 모색하고, 나노스케일에서의 물리적 원리와 현상을 체계적으로 규명하는 데 앞장서고 있습니다. 앞으로도 자성, 초전도, 반도체 나노소재의 융합 연구를 통해 미래 신기술 창출에 기여할 계획입니다.

템플릿 기반 나노소재 및 박막 제작은 나노스케일에서 정밀하게 제어된 구조를 갖는 소재를 합성하고, 이를 다양한 응용 분야에 적용하는 연구입니다. 본 연구실에서는 다공성 알루미나 마스크, 나노템플릿 등을 활용하여 자성 나노입자 어레이, 박막, 나노점 구조 등 다양한 나노소재를 제작하고 있습니다. 이러한 템플릿 기반 공정은 나노구조의 크기, 배열, 밀도를 정밀하게 조절할 수 있어, 기존의 무작위적 합성 방식에 비해 우수한 균일성과 재현성을 확보할 수 있습니다. 특히, 다공성 알루미나 기판 위에 금속 박막이나 나노입자를 증착하여 정렬된 나노구조 어레이를 구현하고, 이들의 자기적, 전기적 특성을 체계적으로 분석합니다. 또한, 열처리, 도핑, 표면 개질 등 다양한 후처리 공정을 통해 소재의 기능성을 극대화하고, 센서, 촉각 소자, 에너지 변환 소자 등 다양한 분야에 적용 가능한 고성능 나노소재를 개발합니다. 이러한 연구는 나노소재의 대량 생산 및 상용화에도 중요한 기반을 제공합니다. 앞으로도 본 연구실은 템플릿 기반 나노소재 및 박막 제작 기술을 고도화하여, 차세대 나노소자 및 융합기술 개발에 기여할 계획입니다. 이를 통해 나노과학 및 나노공학 분야에서의 혁신적인 연구 성과를 창출하고, 산업적 응용 가능성을 지속적으로 확대해 나갈 것입니다.