이철호 연구실은 2차원 반도체와 반데르발스 이종구조를 기반으로 한 차세대 전자소자 연구에 집중하고 있습니다. 2차원 반도체는 원자 두께의 박막 구조로, 기존의 벌크 반도체와는 달리 뛰어난 전기적, 기계적, 광학적 특성을 보입니다. 이러한 특성 덕분에 초고이동도, 저전력, 유연성 등 다양한 장점을 가진 전자소자 개발이 가능해졌습니다. 특히, 연구실에서는 전이금속 칼코게나이드(TMDs)와 같은 2차원 반도체를 다양한 방법으로 성장시키고, 이종구조를 정밀하게 제작하여 트랜지스터, 메모리, 센서 등 다양한 전자소자에 적용하고 있습니다. 원자층 수준에서의 밴드갭 엔지니어링, 변조도핑, 모노리식 산화공정 등 첨단 공정기술을 활용하여 소자의 성능을 극대화하고, 신뢰성과 대면적 균일성 확보에도 주력하고 있습니다. 이러한 연구는 차세대 반도체 산업의 패러다임을 변화시킬 수 있는 기반 기술로, 초저전력·고성능 전자소자, 유연한 웨어러블 디바이스, 인공지능 반도체 등 다양한 응용 분야로 확장되고 있습니다. 또한, 관련 특허와 대형 국책과제 수행을 통해 실용화와 산업적 파급효과를 극대화하고 있습니다.

연구실은 2차원 반도체와 반데르발스 이종구조를 활용한 광전자소자 및 에너지 변환 기술 개발에도 선도적인 연구를 수행하고 있습니다. 단일 원자층 또는 다층 구조의 2차원 반도체를 이용하여 고효율 광검출기, 발광소자(LED), 태양전지, 광촉매 등 다양한 광전자소자를 개발하고 있습니다. 이종구조 내에서의 밴드 정렬, 계면 엔지니어링, 양자우물 구조 설계 등을 통해 광흡수 및 전하 분리 효율을 극대화하고, 실시간 광응답 특성을 개선하고 있습니다. 특히, 원자층 수준의 정밀한 계면 제어와 산화공정, 원거리 변조도핑, 슈퍼격자 구조 등 첨단 소재공정 기술을 접목하여, 기존 소자 대비 뛰어난 광전변환 효율과 내구성을 확보하고 있습니다. 또한, 무전력 화학센서, 광전기화학 촉매, 단일광자 방출기 등 혁신적인 소자 구조를 제안하여, 에너지·환경·바이오 등 다양한 융합 분야로 연구를 확장하고 있습니다. 이러한 연구는 미래의 에너지 절감형 광전자소자, 차세대 통신 및 센서, 신경모방 컴퓨팅 등 첨단 산업 분야에 핵심적인 역할을 할 것으로 기대되며, 다수의 국제 저널 논문과 특허, 대형 연구과제 수행을 통해 세계적인 연구 경쟁력을 확보하고 있습니다.