Advanced Nanoelectronics Research Lab
나노광전자학과 김재균
Advanced Nanoelectronics Research Lab은 나노과학, 전자공학, 광전자공학 분야에서 혁신적인 소재 및 소자 개발을 선도하는 연구실입니다. 본 연구실은 기존의 한계를 뛰어넘는 새로운 기능과 탁월한 성능을 구현하기 위해, 전통적 및 비전통적 소재 플랫폼을 적극적으로 탐구하고 있습니다. 이를 통해 화학 및 바이오 나노센서, 박막 트랜지스터, 발광 소자, 에너지 소자 등 다양한 응용 분야에서 세계적인 연구 성과를 이루고 있습니다.
특히, 나노센서 분야에서는 나노소재의 독특한 특성을 활용하여 초고감도, 초고선택성 센서 시스템을 개발하고 있습니다. CMOS 플랫폼과의 이종 집적을 통해 전자코 시스템 등 차세대 센서 플랫폼을 구현하며, 머신러닝 기반 데이터 분석 기술을 접목하여 센서의 실용성과 응용 범위를 확장하고 있습니다. 이러한 연구는 환경 모니터링, 의료 진단, 산업 현장 등 다양한 분야에서 큰 파급 효과를 기대할 수 있습니다.
마이크로 LED 및 차세대 디스플레이 분야에서는 밝기, 내구성, 전력 효율 등에서 뛰어난 성능을 보이는 마이크로 LED 소자의 상용화 연구에 집중하고 있습니다. 박막 트랜지스터와의 집적, 신소재 개발, 공정 최적화 등을 통해 고해상도, 저전력, 유연성 등 다양한 요구 조건을 만족시키는 혁신적인 디스플레이 기술을 선보이고 있습니다. 또한, 웨어러블, 자동차, 의료 등 다양한 산업 분야로의 응용 가능성을 적극적으로 모색하고 있습니다.
박막 트랜지스터 및 에너지 소자 분야에서는 차세대 소재와 공정 기술을 바탕으로 고성능, 고안정성 소자를 개발하고 있습니다. 압전 및 마찰전기 에너지 하베스팅, 이온성 액체 기반 전고체형 에너지 저장 소자 등 다양한 에너지 소자 연구를 통해, 자가 구동형 전자기기 및 센서 시스템의 실현을 목표로 하고 있습니다. 이러한 연구는 미래형 전자기기의 핵심 기술로 자리매김하고 있습니다.
본 연구실은 소재 합성, 소자 설계, 공정 혁신, 시스템 통합 등 전주기적 연구를 통해, 나노전자공학 분야에서 세계적인 경쟁력을 갖추고 있습니다. 앞으로도 지속적인 연구개발과 산학협력을 통해, 미래 전자 및 에너지 산업의 패러다임을 선도할 것입니다.
Micro LEDs
Energy Devices
Nanosensor
나노센서 및 전자코 시스템
나노센서는 화학 및 생물학적 분석물질을 극미량으로 감지할 수 있는 첨단 기술로, 본 연구실은 나노소재를 활용하여 나노센서의 성능을 극대화하는 연구를 수행하고 있습니다. 특히, 다양한 화학 및 생물학적 환경에서 높은 민감도와 선택성을 보장할 수 있는 센서 플랫폼 개발에 주력하고 있습니다. 이를 통해 환경 모니터링, 의료 진단, 산업 현장 등 다양한 분야에서 활용 가능한 차세대 센서 기술을 선도하고 있습니다.
연구실에서는 CMOS 플랫폼 위에 이종 집적된 나노센서 어레이를 구현함으로써, 전자코(electronic nose) 시스템의 기반을 마련하고 있습니다. 이러한 시스템은 복잡한 화학적 신호를 효과적으로 분석하여, 인간의 후각을 모방하거나 능가하는 감지 능력을 제공합니다. 나노와이어 기반 또는 박막 소자 기술을 접목하여, 기존 센서 대비 월등한 성능과 집적도를 실현하고 있습니다.
이러한 연구는 나노소재의 합성, 조립, 그리고 소자화 과정에서의 혁신적인 공정 개발과 밀접하게 연계되어 있습니다. 또한, 머신러닝 등 첨단 데이터 분석 기법을 접목하여, 센서 데이터의 해석과 응용 범위를 넓히고 있습니다. 앞으로도 본 연구실은 초고감도, 초고집적 나노센서 및 전자코 시스템 개발을 통해 미래 지능형 센서 시장을 선도할 것입니다.
마이크로 LED 및 차세대 디스플레이 소자
마이크로 LED는 기존의 유기발광다이오드(OLED)와 비교하여 밝기, 내구성, 전력 소모 측면에서 우수한 차세대 디스플레이 소자로 주목받고 있습니다. 본 연구실은 마이크로 LED의 상용화를 위한 하향식 및 상향식(bottom-up) 제조 공정 개발에 집중하고 있으며, 미세 패턴화 및 집적 기술을 통해 고해상도, 고효율 디스플레이 구현을 목표로 하고 있습니다.
특히, 마이크로 LED 기반 능동 매트릭스(active-matrix) 디스플레이와 관련된 다양한 응용 연구를 진행하고 있습니다. 박막 트랜지스터(TFT)와의 집적, 신소재 개발, 그리고 소자의 신뢰성 및 수명 향상을 위한 공정 최적화가 주요 연구 주제입니다. 또한, 전기적, 광학적 특성 분석을 통해 소자의 성능을 정밀하게 평가하고, 실제 제품화에 필요한 기술적 과제를 해결하고 있습니다.
이러한 연구는 차세대 디스플레이 시장에서 요구되는 초고해상도, 저전력, 유연성 등 다양한 요구 조건을 만족시키는 데 중요한 역할을 합니다. 본 연구실은 마이크로 LED 기술을 기반으로 웨어러블, 자동차, 의료 등 다양한 분야로의 확장 가능성을 모색하고 있으며, 혁신적인 디스플레이 소자 개발을 통해 글로벌 경쟁력을 확보하고 있습니다.
박막 트랜지스터 및 에너지 소자
박막 트랜지스터(TFT)는 디스플레이의 화소 제어뿐만 아니라 다양한 전자 소자에 핵심적으로 활용되는 기술입니다. 본 연구실은 기존 및 비전통적 공정을 활용한 차세대 박막 트랜지스터 소재 개발에 집중하고 있습니다. 신소재의 합성, 박막 형성, 그리고 소자 구조의 혁신을 통해 고성능, 고안정성 TFT를 구현하고 있으며, 이를 기반으로 차세대 디스플레이 및 센서 플랫폼을 개발하고 있습니다.
또한, 에너지 소자 분야에서는 압전 및 마찰전기 에너지 하베스팅 기술을 연구하여, 기계적 움직임을 전기에너지로 변환하는 소자를 개발하고 있습니다. 이와 더불어, 이온성 액체 기반 고분자 매트릭스를 활용한 전고체형 플렉서블 에너지 저장 소자도 연구하고 있습니다. 이러한 소자들은 기존 배터리를 대체할 수 있는 차세대 에너지 저장 및 공급 솔루션으로 주목받고 있습니다.
본 연구실은 박막 트랜지스터와 에너지 소자의 집적 및 모놀리식 통합을 통해, 웨어러블 전자기기, 자가 구동 센서 시스템 등 미래형 전자기기의 핵심 기술을 선도하고 있습니다. 소재, 공정, 소자 구조의 혁신을 바탕으로, 전자공학 및 에너지공학 분야에서 세계적인 연구 성과를 창출하고 있습니다.
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Correlation of spatial electroluminescence inhomogeneity and leakage current behavior of blue and green micro light-emitting diodes
Optics Express, 2025
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Omni-directionally flexible, high performance all-solid-state micro-supercapacitor array-based energy storage system for wearable electronics
Chemical Engineering Journal, 2025
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Wrapping Amorphous Indium-Gallium-Zinc-Oxide Transistors with High Current Density
Electronic materials, 2025