Micro- and Nano-scale Thermal Fluid Lab. (MNTF Lab)

기계자동차공학전공 김보흥

Micro- and Nano-scale Thermal Fluid Lab(초미세열유체실험실)은 나노스케일에서의 열 및 물질 수송 현상, 계면 현상, 그리고 멀티스케일 반도체 공정 모델링을 선도적으로 연구하는 국내 대표 연구실입니다. 본 연구실은 2023년도 국가반도체 연구실로 지정될 만큼, 반도체 및 나노공정 분야에서의 독보적인 연구 역량을 보유하고 있습니다. 연구실의 주요 연구 분야는 분자동역학(MD) 시뮬레이션, 몬테카를로(DSMC), 유한요소법(FEM), 라티스 볼츠만(LBM) 등 다양한 수치해석 기법을 활용한 나노스케일 열 및 물질 수송 현상 해석입니다. 고체-액체, 고체-기체, 액체-기체 등 다양한 계면에서의 열저항, 온도 점프, 밀도 분포, 점성 변화 등 미시적 현상을 규명하고, 이를 바탕으로 나노소재, 반도체 소자, 연료전지, 바이오센서 등 첨단 산업 분야에 적용 가능한 기술을 개발하고 있습니다. 특히, 반도체 제조 공정의 초미세화에 따라 1나노미터 이하의 영역에서 발생하는 원자 및 분자 수준의 열 및 물질 이동 현상, 계면에서의 이온 및 분자 이동, 전기이중층 형성, 전기삼투유동 등 복합적인 전기-열-유체 연성 현상에 대한 멀티스케일 모델링 연구를 수행하고 있습니다. 이를 통해 기존의 연속체 이론으로 설명할 수 없는 나노스케일 현상을 실험적, 수치적으로 해석하고, 실제 공정 및 소자 개발에 적용하고 있습니다. 또한, 본 연구실은 나노공정 및 반도체 제조를 위한 나노유체 공급장치, 습식 세정, 나노필름 적층 등 실질적인 공정 장비 및 기술 개발에도 적극적으로 참여하고 있습니다. 다양한 특허와 산학협력, 국가연구과제 수행을 통해 산업계와의 연계를 강화하고, 차세대 반도체, 고효율 연료전지, 나노바이오 소자 등 미래 산업을 선도할 수 있는 원천기술을 확보하고 있습니다. 이와 같은 연구 성과는 국내외 유수 학술지 및 학회에서 활발히 발표되고 있으며, 다수의 수상 경력과 함께 세계적인 연구 네트워크를 구축하고 있습니다. Micro- and Nano-scale Thermal Fluid Lab은 나노스케일 열유체공학 분야의 이론적·실용적 발전을 이끌며, 미래 첨단산업의 혁신을 주도하고 있습니다.