양자 크기의 반도체 나노소재는 기존 벌크 소재와는 차별화된 전기적, 광학적 특성을 지니고 있어 차세대 에너지 및 전자 소자 개발에 핵심적인 역할을 하고 있습니다. 본 연구실은 콜로이드 합성법을 기반으로 반도체 나노결정, 금속 나노결정 등 다양한 나노소재의 정밀 합성 기술을 개발하고 있습니다. 이를 통해 QLED, 광검출기, 배터리, 광촉매 등 다양한 에너지 및 전자 응용 분야에 적합한 맞춤형 나노소재를 설계하고 있습니다. 특히, 양자점(Quantum Dot)과 같은 나노결정의 합성 과정에서 발생하는 핵생성과 성장 메커니즘을 실시간으로 분석하여, 기존의 시행착오적 합성법을 넘어선 합리적이고 체계적인 합성 전략을 제시하고 있습니다. 이를 위해 최신의 실시간 투과전자현미경(in-situ TEM), 광학 및 X-선 분광법 등 첨단 분석기술을 적극적으로 활용하고 있습니다. 이러한 접근법은 나노소재의 구조적, 화학적 특성을 원자 수준에서 이해하고, 그 결과를 바탕으로 소재의 성능을 극대화하는 데 기여합니다. 본 연구실의 합성 및 설계 연구는 차세대 디스플레이, 이미지 센서, 태양광 에너지 변환, 에너지 저장 등 다양한 응용 분야에서 혁신적인 소재 개발로 이어지고 있습니다. 나아가, 소재의 미세구조와 기능 간의 상관관계를 규명함으로써, 미래 에너지 및 전자기기 산업의 발전을 선도할 수 있는 기반 기술을 확보하고 있습니다.

나노소재의 특성과 성능을 극대화하기 위해서는 합성된 소재의 구조, 조성, 표면 특성 등을 정밀하게 분석하는 것이 필수적입니다. 본 연구실은 투과전자현미경(TEM), 실시간(in-situ) TEM, 광학 및 X-선 분광법 등 다양한 첨단 분석기술을 활용하여 나노소재의 성장, 변형, 열화 과정을 실시간으로 관찰하고 있습니다. 이를 통해 나노소재의 동적 변화와 기능적 특성 간의 인과관계를 규명하고, 소재의 신뢰성과 내구성을 향상시키는 전략을 제시하고 있습니다. 특히, 액상 셀을 이용한 실시간 TEM 분석은 나노결정의 합성, 성장, 분해, 도핑 등 다양한 화학적·물리적 변화를 원자 수준에서 직접 관찰할 수 있게 해줍니다. 이러한 분석 결과는 소재의 형성 메커니즘을 이해하고, 불순물 도핑, 결함 제어, 표면 패시베이션 등 소재의 기능을 극대화할 수 있는 맞춤형 공정 개발로 이어집니다. 또한, 나노소재의 열화 및 안정성 문제를 해결하기 위한 표면 처리 및 구조 설계 연구도 활발히 진행되고 있습니다. 이와 같은 정밀 분석 기반의 연구는 나노소재를 활용한 QLED, 광전소자, 태양전지, 수소생산 광촉매, 바이오메디컬 센서 등 다양한 소자 응용으로 확장되고 있습니다. 본 연구실은 소재-소자-응용을 아우르는 융합적 연구를 통해, 차세대 에너지 및 전자기기 분야에서 실질적인 혁신을 이끌고 있습니다.

양자점(Quantum Dot)은 뛰어난 색 순도, 높은 발광 효율, 밴드갭 조절성 등 우수한 광학적 특성으로 인해 차세대 디스플레이, 이미지 센서, 웨어러블 전자기기, 태양전지 등 다양한 분야에서 각광받고 있습니다. 본 연구실은 양자점 발광 다이오드(QLED), 페로브스카이트 LED, 피부 부착형 초박막 디스플레이, 고해상도 전사 인쇄 기술 등 첨단 소자 개발에 주력하고 있습니다. 특히, 고해상도 풀컬러 디스플레이 구현을 위한 양자점 패터닝 및 전사 인쇄 기술, 신축성 및 변형 가능한 디스플레이를 위한 소재 및 구조 설계, 피부 부착형 초박막 소자 개발 등 다양한 혁신적 기술을 선도적으로 연구하고 있습니다. 또한, 양자점 기반 광전소자, 광검출기, 수소생산 광촉매 등 에너지 변환 및 저장 소자 개발에도 적극적으로 참여하고 있습니다. 이러한 소자 연구는 소재 합성-구조 분석-소자 제작-응용 평가의 전 과정을 아우르는 융합적 접근을 통해, 실제 산업적 응용 가능성을 높이고 있습니다. 본 연구실은 차세대 디스플레이, 웨어러블 전자기기, 친환경 에너지 소자 등 미래 산업을 선도할 수 있는 혁신적 기술 개발에 앞장서고 있습니다.