본 연구실은 전기화학적 방법을 활용한 나노구조 소재의 개발에 중점을 두고 있습니다. 전기화학적 나노구조 엔지니어링을 통해 금속-탄소나노튜브(Metal-CNT) 나노복합막, 나노입자-CNT 하이브리드 나노구조, 세그먼트 나노와이어, 반도체 및 열전 나노와이어, 제로가치철(ZVI) 나노입자 등 다양한 나노소재를 합성하고 있습니다. 이러한 소재들은 우수한 전기적, 열적, 자기적 특성을 가지며, 차세대 반도체, 에너지 변환, 환경 정화 등 다양한 분야에 응용될 수 있습니다. 특히, 전기화학적 증착 및 나노구조 제어 기술을 통해 소재의 미세구조와 조성을 정밀하게 조절할 수 있습니다. 예를 들어, BiTe, BiSbTe, PbTe 등 열전 소재의 박막, 나노와이어, 슈퍼격자 구조를 전기화학적으로 합성하여 열전 발전기 및 냉각 소자에 적용하고 있습니다. 또한, ZVI 나노입자는 중금속 오염 정화에 활용되어 환경공학적 문제 해결에도 기여하고 있습니다. 이러한 연구는 소재의 근본적인 특성 향상뿐만 아니라, 대량생산 및 공정의 단순화, 비용 절감 등 실용화 측면에서도 큰 장점을 지니고 있습니다. 앞으로도 본 연구실은 전기화학 기반 나노소재의 혁신적 개발과 이를 활용한 다양한 응용기술 창출에 앞장설 것입니다.

본 연구실은 나노구조체를 기반으로 한 고감도 센서 및 에너지 소자 개발에도 활발히 연구를 진행하고 있습니다. Pd 및 FePd 나노와이어 기반 수소 센서, 전도성 고분자 코팅 SWNT 기반 CO2 및 NH3 센서, 단일 고분자 나노와이어 기반 바이오/화학 센서 등 다양한 나노센서 어레이를 개발하여, 환경 모니터링, 산업 안전, 바이오 진단 등 다양한 분야에 적용하고 있습니다. 이와 더불어, 습도 센서, 부식 센서, 가스 센서 등 실시간 환경 감지용 센서 소자도 연구하고 있습니다. 예를 들어, 다공성 실리콘 나이트라이드 구조를 활용한 습도 센서, 다중벽 탄소나노튜브 기반 철근 부식 검출 센서, MIM 구조를 이용한 부식 센서 등은 실제 건설 구조물, 반도체 공정, 환경 모니터링 현장에 적용되어 높은 신뢰성과 내구성을 보이고 있습니다. 또한, 전기화학적 방법으로 합성한 열전 나노와이어 및 슈퍼커패시터 전극 소재를 활용하여 에너지 변환 및 저장 소자 개발에도 힘쓰고 있습니다. 이러한 연구는 차세대 에너지 및 센서 기술의 핵심 기반을 마련하며, 산업적 파급효과가 매우 큽니다.

본 연구실은 1차원 나노구조의 자기 및 스핀트로닉스 특성 연구에도 선도적인 역할을 하고 있습니다. 자기 조립 나노구조, SWNT 기반 스핀트로닉스 소자, 인공 결함을 도입한 강자성 나노와이어의 도메인 월 이동, 강자성 나노와이어의 자기저항 특성, FePd 형상기억 나노와이어 등 다양한 자기 나노소재 및 소자를 개발하고 있습니다. 이러한 연구는 나노스케일에서의 자기적 현상과 스핀 전달 메커니즘을 규명하고, 이를 기반으로 차세대 정보 저장, 논리 소자, 센서 등 첨단 전자소자 개발에 기여합니다. 예를 들어, 나노와이어의 도메인 월 제어 및 이동 특성은 초고밀도 자기 메모리 소자 구현에 필수적인 기술입니다. 또한, 자기적 특성과 전기적 특성을 융합한 멀티기능성 나노소재 연구를 통해, 새로운 개념의 스핀트로닉스 소자 및 응용기술을 창출하고 있습니다. 본 연구실의 자기 및 스핀트로닉스 연구는 나노소재공학과 정보통신기술의 융합을 선도하는 대표적 성과로 평가받고 있습니다.