이 연구 주제는 페로브스카이트 반도체를 기반으로 태양전지, 광검출기, X선 검출기를 고성능으로 구현하기 위한 소자 구조와 계면 설계를 핵심으로 한다. 연구실의 최근 논문들은 MoS2, MoSe2, MoTe2와 같은 전이금속 칼코겐화물, CNT 복합체, MXene 기반 나노소재를 페로브스카이트 활성층 또는 전하수송층에 도입하여 전하 이동과 광응답 특성을 향상시키는 방향에 집중하고 있다. 이는 단순한 재료 첨가를 넘어, 광흡수·전하 분리·전하 추출·결함 저감이 유기적으로 연결되는 반도체 소자 설계 문제를 다루는 연구라고 볼 수 있다. 구체적으로는 전자수송층(ETL), 정공수송층(HTL), 활성층의 조합을 최적화하여 전하 재결합을 줄이고 이동도를 높이는 방식이 활용된다. 연구실은 MoX2@CNT 나노복합체, VS2-MoS2 및 VS2-WS2 하이브리드 나노시트, MXene-MnFeO3 복합체와 같은 2차원 및 혼성 나노소재를 적용해 소자의 민감도, 광응답도, 양자효율, 전력변환효율을 동시에 끌어올리는 전략을 제시하고 있다. 또한 밀도범함수이론(DFT) 계산을 병행하여 밴드구조, 상태밀도, 광학 특성 변화를 해석함으로써 실험 결과를 이론적으로 설명하고 소재 선택의 근거를 마련한다. 이 연구는 차세대 반도체 기반 영상센서와 에너지 소자의 융합 가능성을 넓힌다는 점에서 중요하다. 특히 X선 검출기 분야에서는 높은 감도와 낮은 피폭량을 동시에 달성할 수 있어 의료영상, 산업 비파괴 검사, 보안 스캐닝 분야로의 응용 가능성이 크다. 동시에 태양전지와 광검출기 연구를 함께 수행함으로써, 동일한 재료 플랫폼에서 에너지 변환과 광신호 검출을 아우르는 응용 확장성이 확보되며, 이는 미래형 반도체·디스플레이·센서 융합 기술의 중요한 기반이 된다.

이 연구 주제는 연구실의 오랜 축적 분야인 반도체 소자와 디스플레이 공학을 바탕으로, 평판디스플레이의 구조·구동 방식·광학 특성·회로 설계까지 포괄하는 응용 중심 연구를 의미한다. 교수의 경력과 저서, 다수의 학회 발표 이력을 보면 플라즈마 디스플레이(PDP), 정보디스플레이, 유기 박막트랜지스터(OTFT), 양자점 기반 발광소자, LED 전원장치 및 전류 제어 회로 등 디스플레이 시스템 전반에 대한 연구가 지속적으로 이루어졌음을 확인할 수 있다. 이는 단순한 디스플레이 패널 개발이 아니라, 반도체 소자 특성 평가와 전력전자 회로 설계가 결합된 종합적 접근이다. 연구실은 PDP의 방전 특성, 리셋 파형, 광효율 향상, 전극 구조 최적화와 같은 주제를 장기간 다루었고, 광학 시뮬레이션을 통해 셀 구조를 최적화하는 연구도 수행하였다. 더 나아가 잉크젯 프린팅 기반 유기 박막트랜지스터, 컬러리스 폴리이미드 기반 플렉시블 X선 검출기, 양자점 및 비풀러렌 수용체를 활용한 광전 소자 등으로 연구 범위를 확장하였다. 특허 측면에서도 하이브리드 LED 전원장치와 LED 전류 제어 회로를 보유하고 있어, 소자 재료 연구뿐 아니라 실제 구동을 위한 회로 및 시스템 구현 역량도 갖추고 있다. 이 분야의 연구는 차세대 디스플레이와 반도체 응용 기술의 산업적 연결성이 매우 높다. 고효율 구동 회로와 안정적인 소자 설계는 에너지 절감형 디스플레이, 유연 전자소자, 고신뢰성 조명 시스템 개발에 직접적으로 기여할 수 있다. 또한 반도체 공정, 소자 특성, 전원 제어 기술을 통합적으로 교육하고 연구하는 기반이 되어, 산업계가 요구하는 디스플레이 및 반도체 분야의 실무형 인재 양성에도 중요한 역할을 한다.

이 연구 주제는 나노소재의 전기적·광학적 특성을 활용하여 방사선 센서와 차세대 반도체 소자의 성능을 높이는 재료 개발 연구에 초점을 둔다. 연구실의 특허와 논문을 보면 CdSe 나노플레이틀릿 제조 기술, 양자점 혼합형 광검출기, 유기 반도체 기반 간접형 X선 검출기, 2차원 나노소재 결합 구조 등 다양한 소재 플랫폼이 활용되고 있다. 이러한 접근은 센서 성능을 좌우하는 흡수 특성, 전하 생성 및 수송, 계면 결함, 소자 안정성을 재료 수준에서 정밀하게 제어하려는 시도라고 할 수 있다. 특히 간접형 X선 검출기에서는 섬광체에서 변환된 가시광을 얼마나 효율적으로 흡수하고 전기 신호로 바꾸는지가 핵심인데, 연구실은 유기 반도체, 비풀러렌 수용체, 양자점, 나노플레이틀릿 등을 도입하여 감도를 높이는 전략을 수행해 왔다. CdSe 나노플레이틀릿 제조 특허는 방사선 측정기로의 응용을 직접 제시하고 있으며, PBDB-T:ITIC 기반 활성층을 이용한 X선 검출기 특허는 기존 P3HT:PCBM 계열보다 개선된 흡광 특성과 검출감도를 확보하려는 방향을 보여준다. 최근에는 2차원 전도성 소재를 활용한 전하 추출 개선 연구와 함께, 고체전지용 산화물 코팅층 설계와 같은 소재 탐색 연구까지 이어지면서 기능성 반도체 재료 연구의 범위가 넓어지고 있다. 이 연구의 의의는 재료과학, 반도체공학, 센서공학이 만나는 접점에서 실제 성능 향상을 이끌어낸다는 데 있다. 방사선 센서는 의료 진단, 안전 관리, 원전 및 산업 현장 모니터링 등 다양한 분야에 필요한 핵심 기술이며, 고감도·저전력·유연성·저선량 특성을 동시에 요구한다. 따라서 나노구조 재료의 설계와 소자화 기술을 함께 발전시키는 이 연구는 실용적 파급력이 크며, 향후 차세대 영상센서와 기능성 반도체 부품 개발로 확장될 가능성이 높다.