금속 할라이드 페로브스카이트 반도체는 최근 차세대 반도체 및 광전자 소자 분야에서 혁신적인 소재로 주목받고 있습니다. 이 소재는 태양전지, 발광 다이오드(LED), 트랜지스터 등 다양한 광전자 소자에서 뛰어난 성능을 보여주고 있으며, 저비용·저온 공정이 가능하다는 점에서 기존 실리콘 기반 반도체를 대체할 수 있는 잠재력을 가지고 있습니다. 특히, 높은 이동도와 우수한 광흡수 특성, 밴드갭 조절의 용이성 등은 차세대 CMOS 회로 구현에 새로운 가능성을 제시합니다. 본 연구실에서는 금속 할라이드 페로브스카이트의 핵심 물성 규명과 소재 설계 최적화에 집중하고 있습니다. 소재의 결정성, 표면 결함 제어, 이온 이동 현상 등 다양한 물리적·화학적 특성을 심층적으로 분석하여, 고성능 p형 박막 트랜지스터 및 상보성 회로(CMOS) 응용을 위한 기반 기술을 개발하고 있습니다. 또한, 다양한 첨가제 및 도펀트 도입을 통해 소재의 안정성과 신뢰성을 높이고, 대면적 공정 및 상용화 가능성까지 고려한 연구를 진행하고 있습니다. 이러한 연구는 기존의 납 기반 페로브스카이트의 한계를 극복하고, 친환경적이고 상용화가 가능한 주석 기반 페로브스카이트 등 새로운 조성의 소재 개발로 이어지고 있습니다. 궁극적으로는 차세대 저전력, 고성능, 유연 전자소자 및 광전자 소자 구현을 목표로 하며, 관련 특허와 논문을 통해 국내외 반도체 기술 발전에 크게 기여하고 있습니다.

p형 금속 산화물 반도체는 낮은 오프 상태 전류와 우수한 안정성으로 저전력 전자소자 분야에서 각광받고 있습니다. 그러나 산소 2p 오비탈의 전자 구조적 특성으로 인해 정공 이동도가 낮은 한계가 존재합니다. 본 연구실은 이러한 한계를 극복하기 위해 정공 이동도 향상, 밴드갭 제어, 온/오프 전류비 최적화 등 다양한 소재 및 소자 공정 기술을 개발하고 있습니다. 특히, 텔루륨 산화물(TeOx) 등 새로운 p형 산화물 소재의 합성 및 특성 분석을 통해 차세대 투명 전자소자, 디스플레이, 광전 소자 등 다양한 응용 분야로의 확장을 모색하고 있습니다. 더불어, 2차원 층상 반도체(2D van der Waals materials)는 원자 단위의 얇은 두께와 무결점 표면 구조로 인해 초소형 트랜지스터, 유연 전자소자, 3차원 집적 회로 등 미래 반도체 기술의 핵심 소재로 부상하고 있습니다. 본 연구실은 2D 반데르발스 소재의 솔루션 공정, 계면 제어, 이종접합 구조 설계 등 다양한 연구를 수행하며, 고이동도, 저접촉저항, 밴드갭 조절 등 소자 성능 극대화를 위한 혁신적인 접근법을 제시하고 있습니다. 이러한 연구는 대면적 프린팅, 저온 공정, 유연 기판 적용 등 실용화 기술과도 긴밀히 연계되어 있습니다. 또한, 2D 소재 기반의 뉴로모픽 소자, 센서, 차세대 메모리 등 다양한 융합 응용 연구도 활발히 이루어지고 있어, 미래 반도체 및 정보통신기술의 패러다임 전환을 선도하고 있습니다.