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재료공학부 이관형

이관형 교수 연구실(나노융합재료 연구실)은 서울대학교 재료공학부 소속으로, 2차원 나노소재의 성장, 구조 제어, 계면공학, 그리고 첨단 전자·광전자 소자 응용 분야에서 세계적인 연구를 선도하고 있습니다. 연구실은 그래핀, 전이금속 칼코겐화합물(TMDs), 2D 옥사이드 등 다양한 저차원 소재의 근본적 물성 규명과 대면적 합성, 그리고 이종접합(헤테로구조) 설계 및 소자화에 중점을 두고 있습니다. 특히, 최근 개발된 하이포택시(hypotaxy) 성장법은 웨이퍼 스케일의 단결정 2차원 소재를 다양한 기판 위에 직접 성장시킬 수 있는 혁신적 기술로, 기존 에피택시 방식의 한계를 극복하고, 차세대 반도체 및 집적회로의 대량생산 기반을 마련하였습니다. 이 기술은 MoS2, WS2, MoSe2, WSe2 등 다양한 TMD 소재에 적용 가능하며, 저온 공정과 백엔드 집적에도 적합하여 산업적 활용성이 매우 높습니다. 실제로 4인치 단결정 MoS2 웨이퍼를 구현하였고, 이 소재는 높은 열전도도와 이동도를 보여 차세대 반도체 소자에 적용될 수 있습니다. 연구실은 2차원 소재의 표면 기능화, 결함 제어, 페이즈 엔지니어링 등 소재의 근본적 특성 제어를 통해, 반데르발스 헤테로구조 기반의 트랜지스터, 광검출기, 발광 소자, 논리소자, 신경모방 소자 등 다양한 차세대 소자를 개발하고 있습니다. 또한, 계면 특성 분석, 원자력 현미경(AFM), 광학/전기적 특성 측정 등 첨단 분석기술을 활용하여 소재 및 소자의 근본적 물리 현상을 규명하고, 이를 바탕으로 소자 성능을 극대화하고 있습니다. 이관형 교수 연구실은 다수의 세계적 학술지(Nature, Science, Advanced Materials 등) 논문 발표와 특허, 산학협력, 대형 국책과제 수행, 국내외 학회 및 심포지엄 초청 강연 등 활발한 연구 활동을 펼치고 있습니다. 또한, 연구실 출신 학생들은 국내외 유수 연구기관, 대학, 산업체 등에서 활약하고 있으며, 연구실은 창의적이고 도전적인 연구문화를 바탕으로 미래 소재 및 소자 분야의 글로벌 리더를 양성하고 있습니다. 이러한 연구 성과는 차세대 반도체, 인공지능 하드웨어, 에너지, 바이오, 센서 등 다양한 산업 분야로의 확장 가능성을 보여주며, 국내외 학계 및 산업계에서 큰 주목을 받고 있습니다. 앞으로도 본 연구실은 2차원 소재 및 나노융합재료 분야에서 혁신적 연구를 지속적으로 선도해 나갈 것입니다.