우리 연구실은 전자소자 성능 향상을 위한 첨단 소재의 성장 및 제작 기술 개발에 중점을 두고 있습니다. 특히, 금속-유기 화학기상증착법(MOCVD), 원자층 증착(ALD) 등 다양한 박막 성장 공정을 활용하여 2차원 전이금속 칼코게나이드(TMDs)와 같은 신소재의 대면적 균일 성장, 결정성 제어, 결함 최소화에 관한 연구를 수행하고 있습니다. 이러한 소재들은 기존 실리콘 기반 소자에서 한계를 보이는 고속, 저전력, 투명 전자소자 등 차세대 전자기기 구현에 필수적입니다. 소재 성장 과정에서 발생할 수 있는 결함, 표면 거칠기, 이종접합계면의 품질 등은 소자 성능에 직접적인 영향을 미치므로, 본 연구실은 성장 조건 최적화, 계면공학, 나노구조 제어 등 다양한 접근법을 통해 소재의 물리적·화학적 특성을 정밀하게 제어하고 있습니다. 또한, 소재의 두께, 조성, 도핑 등 미세 조절을 통해 전기적 특성(이동도, 임계전압, 온/오프 비율 등) 및 광학적 특성(밴드갭, 광흡수, 발광 등)을 맞춤화하는 연구를 진행합니다. 이러한 첨단 소재 성장 및 제작 기술은 차세대 반도체 소자, 고성능 트랜지스터, 투명 전자소자, 나노광전자소자, 고감도 센서 등 다양한 응용 분야에 적용되고 있습니다. 본 연구실은 소재 성장에서부터 소자 제작, 특성 평가, 응용까지 전주기적 연구를 통해 미래 전자산업의 혁신을 선도하고 있습니다.

본 연구실은 차세대 전자소자 구현을 위해 저전력 소모와 고이동도를 동시에 달성할 수 있는 전계효과 트랜지스터(FET) 및 다양한 광전자소자 개발에 집중하고 있습니다. 2차원 반도체 소재(MoS2, MoTe2, SnSe2 등)를 기반으로 한 FET는 기존 실리콘 소자에 비해 얇은 채널 두께, 우수한 전계 효과, 유연한 밴드갭 조절이 가능하여 초저전력, 고속 동작이 가능합니다. 특히, 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 위해 광활성 소재의 조성 및 두께 제어, 결함 제어, 표면 플라즈모닉 구조 도입 등 다각적인 연구를 수행합니다. 이러한 연구는 차세대 논리소자, 메모리, 투명전자소자, 고감도 광센서, 초박막 태양전지 등 다양한 응용 분야로 확장되고 있습니다. 본 연구실은 소재 성장-소자 제작-특성 평가-회로 응용까지 통합된 연구를 통해 미래 지능형 반도체 및 광전자 산업의 핵심 기술을 개발하고 있습니다.

우리 연구실은 이차원 소재의 독특한 물리적·화학적 특성을 활용한 고성능 센서 및 에너지 소자 개발에도 주력하고 있습니다. 예를 들어, MoS2, WSe2, InSe 등 다양한 2D 소재를 이용한 가스센서, 바이오센서, 광센서 등은 기존 소재에 비해 높은 감도와 선택성, 빠른 응답속도를 자랑합니다. 소재 표면의 결함, 도핑, 이종접합 구조 등을 정밀하게 제어하여 센서의 성능을 극대화하고 있습니다. 또한, 이차원 소재를 기반으로 한 열전소자, 초박막 태양전지, 슈퍼커패시터 등 에너지 변환 및 저장 소자 연구도 활발히 진행 중입니다. 소재의 밴드갭 엔지니어링, 계면 제어, 나노구조 설계 등을 통해 에너지 변환 효율 및 저장 용량을 극대화하고, 실용화에 필요한 신뢰성 및 대면적 공정 기술도 함께 개발하고 있습니다. 이러한 연구는 환경 모니터링, 웨어러블 디바이스, IoT, 신재생에너지 등 다양한 미래 산업 분야에 적용될 수 있습니다. 본 연구실은 소재-소자-시스템 통합 연구를 통해 차세대 센서 및 에너지 소자 분야의 혁신을 주도하고 있습니다.