로직 및 메모리 반도체 소자 기술은 현대 정보화 사회의 핵심 인프라로, 컴퓨터, 스마트폰, 서버 등 다양한 전자기기의 두뇌 역할을 담당합니다. 본 연구실은 FinFET, MOSFET, DRAM, SRAM 등 첨단 반도체 소자 구조와 동작 원리를 심도 있게 연구하며, 고속·저전력·고집적화라는 반도체 산업의 요구에 부응하는 혁신적인 소자 설계와 공정 기술을 개발하고 있습니다. 특히, FinFET와 같은 3차원 구조의 트랜지스터는 기존 평면형 CMOS 기술의 한계를 극복하고, 더욱 빠르고 안정적인 신호 처리를 가능하게 합니다. 이러한 첨단 소자 연구는 3D 양자 시뮬레이션, 나노패브리케이션 등 최첨단 시뮬레이션 및 제조 기술과 결합되어, 소자의 전기적 특성, 신뢰성, 변동성 등 다양한 물리적 현상을 정밀하게 분석합니다. 또한, 다양한 소재와 구조적 혁신을 통해 소자의 성능을 극대화하고, 집적도와 에너지 효율을 동시에 향상시키는 방안을 모색합니다. 최근에는 쇼트키 접합, 이중 PN 접합 등 새로운 메모리 소자 구조와 동작 방식에 대한 연구도 활발히 진행되고 있습니다. 본 연구실의 로직 및 메모리 소자 연구는 국내외 유수 학술지와 특허 출원, 산학협력 프로젝트 등에서 그 우수성을 인정받고 있습니다. 앞으로도 차세대 반도체 기술의 패러다임을 선도하며, 인공지능, 빅데이터, 사물인터넷 등 미래 ICT 산업의 기반을 마련하는 데 기여할 것입니다.

뉴로모픽 컴퓨팅은 인간 두뇌의 신경망 구조와 정보 처리 방식을 모방한 차세대 인공지능 하드웨어 기술입니다. 본 연구실은 인공 뉴런과 시냅스 소자를 구현하는 저전력·고효율 뉴로모픽 소자 개발에 주력하고 있습니다. 실리콘, SiGe 등 다양한 소재와 이종접합 구조를 활용하여, 생체 모사 신경망 회로, 스파이킹 뉴런, 시냅스 트랜지스터 등 혁신적인 소자와 회로를 설계합니다. 이를 통해 패턴 인식, 시각 정보 처리, 실시간 의사결정 등 기존 컴퓨터가 어려웠던 문제를 빠르고 에너지 효율적으로 해결할 수 있습니다. 열전기술 분야에서는 버려지는 폐열, 태양광, 풍력 등 다양한 에너지를 전기로 변환하는 친환경 에너지 하베스팅 소자 개발에 집중하고 있습니다. 특히, 기존의 독성·희소 금속 대신 실리콘 기반 나노와이어를 활용한 열전 반도체 소재 및 소자 연구가 두드러집니다. DRIE(Deep Reactive Ion Etching) 공정을 이용한 나노선 표면 가공, 포논 산란 제어 등 혁신적 공정 기술을 통해 열전도도를 획기적으로 낮추고, 열전 변환 효율을 극대화하는 데 성공하였습니다. 이러한 연구 성과는 나노 에너지, 센서, 바이오, 환경 등 다양한 응용 분야로 확장되고 있습니다. 본 연구실은 뉴로모픽 컴퓨팅과 열전기술의 융합을 통해, 미래 지능형 시스템과 친환경 에너지 솔루션의 실현에 앞장서고 있습니다.

나노소자 기반 센서 및 광소자 기술은 초고감도, 초경량, 저전력 특성을 바탕으로 다양한 산업 및 바이오 분야에 혁신을 가져오고 있습니다. 본 연구실은 실리콘 나노와이어, 나노시트, 이종접합 구조 등을 활용한 가스 센서, 바이오 센서, 이미지 센서, 광검출기 등 다양한 센서 소자를 개발하고 있습니다. 예를 들어, 불산(HF) 가스 검출을 위한 실리콘 나노시트 트랜지스터 센서는 기존 센서 대비 수백 배 높은 감도와 실시간 검출 능력을 자랑합니다. 또한, 근적외선(NIR) 광검출기, 태양전지 등 광소자 분야에서도 나노구조 설계와 표면 가공 기술을 접목하여, 빛의 흡수 및 변환 효율을 극대화하는 연구를 수행하고 있습니다. 비대칭 나노와이어, 웨이브형 측벽, 이중 흡수층 등 독창적인 구조 설계를 통해, 다양한 파장 영역에서의 감도와 외부 양자효율을 크게 향상시켰습니다. 이러한 소자들은 자율주행, 환경 모니터링, 바이오 진단 등 차세대 응용 분야에서 핵심적인 역할을 할 것으로 기대됩니다. 본 연구실의 나노센서 및 광소자 연구는 국내외 특허, 학술 논문, 산학협력 프로젝트 등에서 우수성을 인정받고 있으며, 실제 산업 현장과 연계한 상용화 연구도 활발히 진행 중입니다. 앞으로도 나노기술을 기반으로 한 혁신적 센서 및 광소자 개발을 통해, 스마트 사회 구현에 기여할 것입니다.