Advanced Materials and Nano-electronic Devices Laboratory

Department of Intelligent Semiconductor Engineering
김태완

서울시립대학교 첨단소재 및 나노전자소자 연구실은 차세대 전자산업을 선도할 첨단 소재의 성장과 소자 제작, 그리고 응용 기술 개발에 중점을 두고 있습니다. 본 연구실은 금속-유기 화학기상증착법(MOCVD), 원자층 증착(ALD) 등 다양한 박막 성장 공정을 활용하여 2차원 전이금속 칼코게나이드(TMDs) 및 다양한 신소재의 대면적 균일 성장, 결정성 제어, 결함 최소화에 관한 연구를 수행하고 있습니다. 이러한 첨단 소재는 기존 실리콘 기반 소자의 한계를 극복하고, 고성능·저전력·투명 전자소자 등 미래 지향적 전자기기 구현에 필수적인 역할을 합니다. 특히, 본 연구실은 저전력 소모와 고이동도를 동시에 달성할 수 있는 전계효과 트랜지스터(FET) 및 다양한 광전자소자 개발에 집중하고 있습니다. 2차원 반도체 소재를 기반으로 한 FET는 초저전력, 고속 동작이 가능하며, 금속 접촉 저항 감소, 도핑 제어, 결함 엔지니어링, 이종접합 구조 설계 등 다양한 소자 구조 및 공정 기술을 도입하여 소자의 이동도와 스위칭 특성을 극대화하고 있습니다. 또한, 광전도도, 광감도, 응답속도 등 광전자 특성을 향상시키기 위한 연구도 활발히 진행 중입니다. 이차원 소재의 독특한 물리적·화학적 특성을 활용한 고성능 센서 및 에너지 소자 개발도 본 연구실의 주요 연구 분야입니다. MoS2, WSe2, InSe 등 다양한 2D 소재를 이용한 가스센서, 바이오센서, 광센서 등은 높은 감도와 선택성, 빠른 응답속도를 자랑하며, 열전소자, 초박막 태양전지, 슈퍼커패시터 등 에너지 변환 및 저장 소자 연구도 병행하고 있습니다. 소재의 밴드갭 엔지니어링, 계면 제어, 나노구조 설계 등을 통해 에너지 변환 효율 및 저장 용량을 극대화하고 있습니다. 이와 더불어, 본 연구실은 소재 성장-소자 제작-특성 평가-회로 응용까지 전주기적 연구를 통해 미래 전자산업의 혁신을 선도하고 있습니다. 다양한 국가 및 산업체 연구과제 수행, 특허 출원, 국내외 우수 논문 발표 등 활발한 연구 활동을 통해 학계와 산업계에 기여하고 있습니다. 첨단소재 및 나노전자소자 연구실은 차세대 반도체, 광전자, 센서, 에너지 소자 등 다양한 분야에서 혁신적인 연구를 지속하며, 미래 지능형 전자산업의 핵심 기술 개발과 인재 양성에 앞장서고 있습니다.