우리 연구실은 유기 반도체 및 유기 전자소자 분야에서 세계적인 연구를 수행하고 있습니다. 유기 반도체는 탄소 기반의 분자로 구성되어 있으며, 전기적 특성과 광학적 특성을 동시에 조절할 수 있다는 점에서 차세대 전자소자 및 광전자소자 개발에 매우 중요한 역할을 합니다. 본 연구실에서는 유기 반도체의 합성, 박막 증착, 소자 제작, 그리고 다양한 분광학적 분석을 통해 유기 반도체의 구조와 물성 간의 상관관계를 심도 있게 연구하고 있습니다. 특히, 유기 태양전지(OPV), 유기 박막 트랜지스터(OFET), 유기 발광 다이오드(OLED), 유기 발광 트랜지스터(OLET) 등 다양한 유기 전자소자에 적용 가능한 고성능 유기 반도체 소재 개발에 주력하고 있습니다. 소자 제작 과정에서의 계면 공학, 도핑 기술, 전하 수송 특성 향상, 에너지 밴드 정렬 등 소자 성능을 극대화하기 위한 다양한 전략을 실험적으로 검증하고 있습니다. 또한, 유연 기판 및 대면적 공정에 적합한 솔루션 프로세스 기반의 소자 제작 기술도 개발하고 있습니다. 이러한 연구를 통해 차세대 디스플레이, 고효율 에너지 변환 소자, 바이오센서 등 다양한 응용 분야에 적합한 유기 전자소자 기술을 선도하고 있습니다. 나아가, 유기 반도체의 전기적·광학적 특성에 대한 근본적인 이해를 바탕으로 새로운 소재 및 소자 구조를 제안하고, 실제 산업적 응용 가능성을 높이기 위한 연구를 지속적으로 수행하고 있습니다.

본 연구실은 유기 및 무기 소재의 전자 구조와 계면 특성을 규명하기 위해 다양한 광전자 분광학 기법을 활용하고 있습니다. 특히, 자외선 광전자 분광학(UPS), X-선 광전자 분광학(XPS), X-선 흡수 및 방출 분광법(XAS/XES) 등 첨단 분광 장비를 이용하여 박막 및 소자 내 계면의 에너지 밴드 정렬, 전하 주입 장벽, 계면 쌍극자 형성, 밴드 밴딩 현상 등을 정밀하게 분석합니다. 이러한 분광학적 분석을 통해 유기 반도체와 금속, 산화물, 또는 다른 유기물과의 계면에서 발생하는 전자 이동, 전하 재결합, 계면 결함 등 소자 성능에 영향을 미치는 다양한 물리적 현상을 규명하고 있습니다. 또한, 금속 이온 도핑, 폴리일렉트로라이트 계면층, 하이브리드 구조 등 다양한 계면 공학적 접근법이 소자 내 에너지 밴드 구조와 전하 수송 특성에 미치는 영향을 체계적으로 연구하고 있습니다. 이러한 연구는 고효율 유기 태양전지, 발광 소자, 트랜지스터 등 다양한 유기 전자소자의 성능 향상과 장기 신뢰성 확보에 핵심적인 역할을 하고 있습니다. 더불어, 실험 결과를 바탕으로 새로운 계면 설계 전략을 제시함으로써, 차세대 유기 및 하이브리드 전자소자 개발에 중요한 기초 자료를 제공하고 있습니다.

우리 연구실은 유기 및 하이브리드 소재를 기반으로 한 고성능 에너지 변환 및 저장 소자 개발에도 집중하고 있습니다. 유기 태양전지(OPV), 페로브스카이트 태양전지, 전기화학 전지, 레독스 흐름 전지 등 다양한 에너지 소자에 적용 가능한 신소재 및 소자 구조를 연구하고 있습니다. 특히, 금속 이온 도핑, 폴리일렉트로라이트 계면층, 하이브리드 유기-무기 구조 등 혁신적인 소재 설계와 계면 공학을 통해 소자의 효율과 안정성을 극대화하는 연구를 수행하고 있습니다. 실험적으로는 박막 증착, 소자 제작, 전기적 특성 평가, 분광학적 분석 등 다양한 방법을 활용하여 소자의 성능을 정밀하게 측정하고, 소자 내 전하 수송 및 재결합 메커니즘을 규명합니다. 또한, 대면적 및 유연 기판에 적용 가능한 저온 공정, 솔루션 프로세스 기반의 소자 제작 기술을 개발하여 실제 산업적 응용 가능성을 높이고 있습니다. 이러한 연구를 통해 차세대 에너지 변환 및 저장 소자의 상용화에 기여하고 있으며, 친환경적이고 경제적인 에너지 솔루션을 제공하는 데 앞장서고 있습니다. 나아가, 다양한 국제 공동연구 및 산학협력을 통해 연구 성과의 실용화와 기술 이전에도 적극적으로 참여하고 있습니다.