심상완 교수 연구실은 한양대학교 ERICA캠퍼스 전자공학부에 소속되어 있으며, 초고속 광전자공학 및 이방성 2차원 소재의 광학적·전자적 특성 연구에 중점을 두고 있습니다. 본 연구실은 펨토초 레이저를 이용한 초고속 트랜지언트 흡수 분광법, 테라헤르츠 분광학, 그리고 공간·시간 분해 마이크로스코피 등 첨단 실험 기법을 활용하여, 나노 및 원자 두께의 신소재에서 발생하는 비평형 광전자 현상과 동역학을 심층적으로 규명합니다. 특히, 낮은 대칭성을 지닌 이방성 2차원 소재(예: ReS2, PtSe2, ZrTe5, TlSe, TiS3 등)에서 나타나는 편광 의존적 광학 응답, 방향성 캐리어 확산, 그리고 초고속 광변조 현상에 대한 연구를 선도하고 있습니다. 이러한 소재들은 기존의 등방성 2차원 소재와 달리, 결정 구조의 방향성에 따라 광학적 특성이 극명하게 달라지며, 이를 활용한 편광 선택적 광변조, 듀얼밴드 광스위칭, 그리고 방향 제어형 광신호 처리 등 다양한 응용 가능성을 제시합니다. 연구실은 또한 위상절연체, 플라즈모닉스, 그리고 테라헤르츠 영역에서의 초고속 동역학 연구를 통해, 표면 상태와 벌크 상태의 상호작용, 플라즈몬-포논 결합, 파노 공명 등 복합적인 광전자 현상을 체계적으로 분석합니다. 이를 바탕으로, 초고속 광변조 소자, 고감도 광센서, 그리고 차세대 나노포토닉스 소자 개발에 필요한 물리적 원리와 설계 지침을 제시하고 있습니다. 본 연구실은 다수의 국제 저명 학술지 논문, 특허, 그리고 산학협력 프로젝트를 통해 국내외적으로 높은 연구 역량을 인정받고 있습니다. 또한, 다양한 학회 발표와 수상 경력을 통해 학문적 리더십을 발휘하고 있으며, 차세대 광전자공학 및 나노소재 분야의 혁신을 선도하고 있습니다. 향후 연구실은 초고속 공간 추적 마이크로스코피와 딥러닝을 결합한 핫 캐리어 스트레인 제어 시스템 개발, 측면 이종접합 2차원 반도체의 초고속 광전자공학 연구 등 미래 지향적 연구를 지속적으로 추진할 계획입니다. 이를 통해, 나노 및 양자 광전자 소자, 초고속 통신, 신개념 광정보 처리 등 다양한 첨단 산업 분야에 실질적인 기여를 목표로 하고 있습니다.