복합소재기술은 다양한 재료의 특성을 융합하여 기존 소재의 한계를 극복하고, 새로운 기능을 부여하는 첨단 기술입니다. 박병남 연구실은 금속 산화물, 나노입자, 고분자 복합체 등 다양한 소재를 조합하여 리튬이온 배터리, 연료전지, 열전소자 등 에너지 저장 및 변환 장치의 성능을 극대화하는 연구를 수행하고 있습니다. 특히, 전극/고체 전해질 복합재, 다공성 폴리머 구조체 기반 전극 등 혁신적인 소재 설계와 합성 방법을 통해 전기화학적 특성의 향상과 장기적 안정성을 달성하고 있습니다. 이러한 복합소재기술은 소재의 미세구조 제어와 계면 특성 조절을 통해 이온 및 전자의 이동 경로를 최적화하며, 전극과 전해질 사이의 반응 부산물 생성을 억제하여 수명과 효율을 동시에 높입니다. 연구실은 전기영동 증착, 표면 플라즈모닉 게이팅, 자외선 조사 등 다양한 공정 기술을 접목하여 소재의 물리적·화학적 특성을 정밀하게 조절하고, 실험적 결과를 바탕으로 이론적 모델링도 병행하고 있습니다. 이러한 연구는 차세대 에너지 저장 장치의 고성능화, 친환경화, 그리고 대량생산 가능성까지 고려한 실용적 접근을 지향합니다. 박병남 연구실의 복합소재기술 연구는 국내외 특허 출원과 다양한 산학협력 프로젝트로 이어지고 있으며, 미래 에너지 산업의 핵심 기반 기술로 자리매김하고 있습니다.

박병남 연구실은 나노재료의 독특한 전기적, 광학적 특성을 활용한 첨단 전자 및 광전자 소자 개발에 주력하고 있습니다. 대표적으로 ZnO, PbS, InP, MAPbI3 등 다양한 나노입자와 양자점, 그리고 유무기 하이브리드 소재를 이용하여 트랜지스터, 태양전지, 광센서, 메모리 소자 등 다양한 응용 분야에 적합한 소자를 설계하고 제작합니다. 특히, 계면에서의 전하 이동, 트랩 상태, 에너지 밴드 구조 등 미시적 현상을 정밀하게 분석하여 소자의 성능을 극대화하는 데 집중하고 있습니다. 연구실은 표면 플라즈모닉 공명, 광게이팅, 리간드 교환, 도핑 등 다양한 나노공정 및 표면처리 기술을 활용하여 나노재료의 기능을 극대화합니다. 이를 통해 광전변환 효율, 전하 이동도, 메모리 윈도우 등 소자 특성의 비약적 향상을 달성하고 있습니다. 또한, 전자현미경, 분광분석, 전기적 특성 측정 등 첨단 분석기법을 활용하여 소재와 소자 계면에서 발생하는 다양한 물리·화학적 현상을 규명하고, 이를 바탕으로 새로운 소자 구조와 동작 원리를 제시합니다. 이러한 연구는 차세대 정보통신, 에너지, 센서, 디스플레이 등 다양한 산업 분야에 적용될 수 있는 원천기술을 확보하는 데 중점을 두고 있습니다. 박병남 연구실의 나노재료 기반 소자 연구는 국내외 유수 학술지 논문 발표와 특허 출원, 산학협력 프로젝트 등으로 그 우수성을 인정받고 있으며, 미래 첨단 소재 및 소자 기술의 선도적 역할을 하고 있습니다.