박정호 연구실
반도체공학과 박정호
박정호 연구실은 전기전자공학부를 기반으로 MEMS/NEMS, 나노바이오 신소자, 반도체 공정 및 신소재 기반 전자소자 등 첨단 융합기술을 선도적으로 연구하는 국내 최고 수준의 연구실입니다. 본 연구실은 미세 및 나노 가공 기술을 활용하여 초소형 센서, 집적 시스템, 바이오센서, 에너지 소자 등 다양한 응용 분야에 적합한 혁신적인 기술을 개발하고 있습니다.
특히, lab-on-a-chip, 미세유체 시스템, 레이저 유도 그래핀(LIG) 전극, ZnO 나노와이어, PdCu 촉매 등 첨단 소재와 공정 기술을 접목하여, 질병 진단, 환경 모니터링, 에너지 변환, 우주 생명과학 실험 등 다양한 분야에서 활용 가능한 고성능 센서 및 소자 플랫폼을 구축하고 있습니다. 이러한 연구는 기존의 대형 분석 장비를 대체할 수 있는 저비용, 고효율, 소형화된 솔루션을 제공하며, 현장 진단(point-of-care), 웨어러블 디바이스, IoT 기반 스마트 시스템 등 미래 지향적 응용 분야로 확장되고 있습니다.
또한, 본 연구실은 반도체 공정 시뮬레이션, 신소재 기반 RRAM, 슈퍼커패시터, 태양전지 등 차세대 전자소자 개발에도 집중하고 있습니다. 저온 용액 공정, 플렉서블 기판 적용, 나노소재 합성 등 혁신적인 제조 기술을 도입하여, 유연 전자소자, 웨어러블 및 우주 환경용 소자 등 다양한 미래형 전자소자 연구를 선도하고 있습니다.
나아가, 본 연구실은 다양한 정부 및 산업체 연구과제를 수행하며, 국내외 학술지 및 특허 출원, 산학협력, 국제 공동연구 등 활발한 연구 활동을 펼치고 있습니다. 우수한 연구 인력과 첨단 연구 인프라를 바탕으로, 차세대 센서 및 전자소자 분야에서 세계적인 경쟁력을 확보하고 있습니다.
앞으로도 박정호 연구실은 MEMS/NEMS, 나노바이오, 반도체 신소재 등 첨단 융합기술을 바탕으로, 인류의 건강, 환경, 에너지, 우주 등 다양한 사회적 요구에 부응하는 혁신적인 연구를 지속적으로 추진할 계획입니다.
Graphene-based Devices
Disease Diagnostic Sensors
Environmental Monitoring Systems
MEMS/NEMS 기반 다목적 초소형 센서 및 집적 시스템 개발
본 연구실은 MEMS(미세전자기계시스템) 및 NEMS(나노전자기계시스템) 기술을 활용하여 다양한 응용 분야에 적합한 초소형 센서 및 집적 시스템을 개발하고 있습니다. MEMS/NEMS 기술은 미세 가공 공정과 나노 소재를 융합하여 센서의 소형화, 고성능화, 집적화가 가능하도록 하며, 이를 통해 바이오, 환경, 에너지, 의료 등 다양한 분야에 적용할 수 있는 혁신적인 센서 플랫폼을 구현하고 있습니다.
특히, 본 연구실에서는 lab-on-a-chip 기술을 적용하여 미세유체 채널과 센서 소자를 집적한 시스템을 개발하고 있습니다. 이를 통해 극미량의 시료로도 신속하고 정확한 분석이 가능하며, 질병 진단, 환경 모니터링, 식품 안전 등 다양한 분야에서 활용될 수 있습니다. 또한, 센서 신호의 실시간 처리와 무선 통신 기능을 결합하여 IoT 기반의 스마트 센서 시스템으로 확장하고 있습니다.
이러한 연구는 기존의 대형 분석 장비에 비해 비용과 공간, 에너지 소모를 크게 줄일 수 있으며, 현장 진단(point-of-care), 웨어러블 디바이스, 우주 생명과학 실험 등 차세대 응용 분야로의 확장 가능성을 보여주고 있습니다. 앞으로도 본 연구실은 MEMS/NEMS 기반의 센서 및 집적 시스템의 성능 향상과 상용화에 중점을 두고 연구를 지속할 계획입니다.
나노바이오 신소자 및 질병 진단 센서 개발
본 연구실은 나노바이오 융합기술을 바탕으로 DNA 염기서열 분석, 바이러스 및 질병 진단을 위한 고감도 센서 개발에 주력하고 있습니다. 특히, 나노포어(nanopore) 및 그래핀(graphene)과 같은 첨단 나노소재를 활용하여 DNA, 단백질, 바이러스 등 생체분자의 정밀한 검출이 가능한 신소자 개발에 앞장서고 있습니다.
질병 진단 센서 분야에서는 신종플루, 급성 호흡기 질병, 혈당 등 다양한 바이오마커를 신속하고 정확하게 검출할 수 있는 전기화학적 및 광학적 센서 시스템을 개발하고 있습니다. ZnO 나노와이어, 레이저 유도 그래핀(LIG) 전극, PdCu 촉매 등 혁신적인 소재와 공정 기술을 도입하여 센서의 민감도와 선택성을 극대화하고, 실제 임상 및 현장 진단에 적용 가능한 플랫폼을 구축하고 있습니다.
이러한 연구는 기존의 복잡하고 고가의 진단 장비를 대체할 수 있는 저비용, 고효율의 진단 솔루션을 제공하며, 웨어러블 바이오센서, 스마트폰 연동 진단기기, 우주 생명과학 실험 등 다양한 미래 응용 분야로 확장되고 있습니다. 앞으로도 본 연구실은 나노바이오 신소자 및 질병 진단 센서의 상용화와 글로벌 경쟁력 확보를 위해 지속적으로 연구를 추진할 예정입니다.
반도체 공정 및 신소재 기반 전자소자 연구
본 연구실은 반도체 공정 기술과 신소재를 기반으로 한 차세대 전자소자 개발에 집중하고 있습니다. 0.25um 채널 소자, 3D 실리콘 소자, 태양전지 등 다양한 반도체 소자 구조와 공정 시뮬레이션을 통해 소자의 성능을 극대화하고, 신뢰성 및 내구성을 향상시키는 연구를 수행하고 있습니다.
특히, ZnO, 그래핀, MoS2, BiOCl 등 다양한 나노 신소재를 활용하여 RRAM(저항 변화 메모리), 슈퍼커패시터, 에너지 변환/저장 소자 등 차세대 메모리 및 에너지 소자를 개발하고 있습니다. 저온 용액 공정, 레이저 유도 합성, 플렉서블 기판 적용 등 혁신적인 제조 공정 기술을 도입하여, 유연 전자소자, 웨어러블 디바이스, 우주 환경용 전자소자 등 다양한 응용 분야에 적합한 소자를 구현하고 있습니다.
이와 더불어, 반도체 공정 관리 시스템, 초음파 센서, 과산화수소 센서 등 반도체 생산 및 품질 관리에 필요한 센서 및 시스템 개발도 함께 진행하고 있습니다. 이러한 연구는 반도체 산업의 고도화와 미래형 전자소자 시장 선도를 위한 핵심 기반 기술로 자리매김하고 있습니다.
1
Improved resistive switching characteristics of solution processed ZrO2/SnO2 bilayer RRAM via oxygen vacancy differentioal.
Choi, Kihwan, James Pak
Semiconductor Science and Technology, 2024.02
2
A performance improvement of enzyme-based electrochemical lactate sensor fabricated by electroplating novel PdCu mediator on a laser induced graphene electrode
Ji-Hoon Han, Sang. Hyun Park, Saeyoung. Kim, James Jungho Pak
Bioelectrochemistry, 2022.12
3
Synthesis of laser-induced cobalt oxide for non-enzymatic electrochemical glucose sensors
Seung-Jo. Kang, James Jungho Pak
ChemElectroChem, 2022.08
1
천공의 실험실 바이오큐브: 우주에서 생물학적 실험을 위한 다중 모니터링 가능한 큐브위성 탑재체 개발
2
4단계 BK21 전기전자공학교육연구단 국고지원금