김호준 연구실은 기계공학과를 기반으로 반도체 및 디스플레이 공정 장비의 전산유체공학(CFD) 및 플라즈마 시뮬레이션을 선도적으로 수행하는 연구실입니다. 본 연구실은 플라즈마 공정의 복잡한 유체역학적 현상과 화학 반응을 정밀하게 해석하기 위해 2D/3D 수치해석, 입자-셀 몬테카를로(PIC-MCC), 밀도범함수이론(DFT) 등 다양한 시뮬레이션 기법을 활용합니다. 이를 통해 플라즈마 반응기 내의 플라즈마 분포, 반응종 이동, 박막 증착 및 식각 메커니즘 등 미세 스케일의 현상을 체계적으로 규명하고 있습니다. 특히, 반도체 및 디스플레이 제조 공정에서 요구되는 고정밀, 고효율 공정 개발을 위해 장비 내 주요 소재(웨이퍼, 전극, 사이드월 등)와 구조적 요소의 최적화 연구를 수행합니다. 소재의 유전율, 열전도도, 구조적 배치 등이 플라즈마 특성 및 박막 증착 균일성에 미치는 영향을 정량적으로 분석하며, 이를 바탕으로 실제 산업 현장에 적용 가능한 설계 가이드라인을 제시합니다. 또한, 실험적 데이터와의 비교 및 검증을 통해 시뮬레이션의 신뢰성을 확보하고 있습니다. 최근에는 데이터 기반 접근법과 기계학습(머신러닝)을 융합하여 차세대 촉매 및 소재의 설계와 최적화 연구도 활발히 진행 중입니다. DFT 계산을 통해 구축된 대규모 데이터베이스와 기계학습 모델을 결합하여, 수소 발생 반응(HER), 산소 발생 반응(OER) 등 에너지 변환 촉매의 활성 및 안정성을 신속하게 예측하고, 새로운 소재의 발굴 가능성을 확장하고 있습니다. 이러한 연구는 친환경 에너지 소재 개발과 반도체 공정 혁신에 중요한 역할을 하고 있습니다. 연구실은 산업통상자원부, 과학기술정보통신부 등 다양한 정부기관 및 연구기관과의 협력 프로젝트를 수행하며, 실제 산업 현장에서 요구되는 문제 해결과 기술 혁신에 적극적으로 기여하고 있습니다. 또한, 국내외 학회 및 컨퍼런스에서 활발한 연구 발표와 교류를 통해 최신 연구 동향을 선도하고 있습니다. 궁극적으로, 김호준 연구실은 전산유체공학과 플라즈마 시뮬레이션, 데이터 기반 소재 설계 등 첨단 융합기술을 바탕으로 반도체 및 디스플레이 산업의 미래를 이끌어갈 핵심 연구 역량을 갖추고 있습니다. 실험과 시뮬레이션, 데이터 과학의 유기적 결합을 통해 고부가가치 공정 기술과 혁신적 소재 개발에 앞장서고 있습니다.