이 연구 주제는 III-V/III-N 계열 광반도체 소재와 소자를 원하는 기판으로 정밀하게 옮기고 집적하는 전사 프린팅 및 박리 공정 기술에 초점을 둔다. 연구실은 기존 성장 기판의 제약을 줄이면서도 고성능 발광·감지 소자를 유연 기판, 투명 기판, 이종 기판 위에 구현하는 제조 전략을 개발하고 있다. 특히 레이저 기반 리프트오프, 금속 박막 응집 기반 전사, 상변화 박리와 같은 공정 원천기술을 바탕으로 대면적화와 선택적 전사를 동시에 달성하는 것이 핵심이다. 이러한 공정 기술은 마이크로LED 디스플레이, 광센서, 플렉서블 전자소자 제작에 직접 연결된다. 연구실의 대표 성과로는 2차원 소재 기반 층 전사를 활용한 수직형 풀컬러 마이크로LED 구현, 액티브 매트릭스 RGB 수직형 마이크로LED 디스플레이 제조, 무전사 플렉서블 수직형 LED 기술 등이 있다. 이는 단순한 소자 제작을 넘어 서로 다른 기능을 가진 칩과 박막을 재배열하고 적층하여 고밀도 광전자 시스템을 형성하는 이종집적 제조 플랫폼으로 확장된다. 이 연구의 학술적·산업적 의미는 차세대 디스플레이와 웨어러블 광전자 시스템의 제조 패러다임을 바꾸는 데 있다. 고가의 에피 웨이퍼 사용을 줄이고, 소자 성능 저하 없이 기판 자유도를 높이며, 대량 생산에 적합한 공정 창출이 가능하기 때문이다. 향후에는 신축형 디스플레이, 생체부착형 광치료 패치, 초박막 광센서 어레이 등으로 응용 범위가 넓어질 것으로 기대된다.

연구실은 피부에 밀착되면서도 장기간 안정적으로 동작할 수 있는 웨어러블 전자피부와 바이오센서 플랫폼을 주요 연구 축으로 삼고 있다. 특히 초박막 화합물 반도체, 압전 박막, 저차원 소재, 다공성 고분자 복합체 등을 이용해 기계적 유연성과 전기적 성능을 동시에 확보하는 데 집중한다. 이러한 소자는 인체의 변형, 맥박, 심전도, 땀 이온, 자외선, 온도, 습도 등 다양한 생체·환경 신호를 실시간으로 측정할 수 있도록 설계된다. 대표적으로 칩이 없는 무선 전자피부, 표면탄성파 기반 센서, 땀 분석용 이온 센서, 다기능 웨어러블 건강 모니터링 시스템, 생분해성 센서 패치 등의 연구가 진행되고 있다. 화합물 반도체 프리스탠딩 멤브레인과 원격 에피택시 기술을 통해 고감도이면서 저전력인 센서를 구현하고, 다공성 그래핀 및 2차원 소재를 활용하여 신호 감도와 통기성을 향상시키는 접근도 특징적이다. 또한 전자파 차폐 기능을 갖는 ECG 센서나 광학 판독형 습도센서처럼 실제 사용 환경을 고려한 기능 통합형 센서 개발이 활발하다. 이 연구는 차세대 디지털 헬스케어, 지속적 생체신호 모니터링, 환경 적응형 전자 패치 분야에서 높은 파급력을 가진다. 저전력·고민감도·장기 안정성·생체적합성을 동시에 만족하는 플랫폼을 제공함으로써 병원 외부에서도 신뢰도 높은 건강 관리가 가능해진다. 향후에는 맞춤형 의료기기, 원격 모니터링, 생분해성 일회용 진단소자, 섬유형 센서 시스템 등으로의 확장이 기대된다.

이 연구 주제는 외부 배터리 의존도를 줄이기 위해 에너지 하베스팅 기술과 광전자 소자를 통합하는 자가발전형 유연 시스템 개발에 관한 것이다. 연구실은 압전 나노발전기, 마찰전기 나노발전기, 유연 에너지 하베스터를 기반으로 전력을 생성하고, 이를 마이크로LED나 센서와 직접 연계하는 구조를 설계한다. 목표는 가볍고 유연하며 독립적으로 동작하는 차세대 웨어러블 전자 시스템을 구현하는 것이다. 대표 성과로는 유연 압전 에너지 하베스터를 이용한 완전 유연 자가발광 시스템이 있으며, 이 기술은 발광소자 구동과 센싱을 하나의 기계적 플랫폼 위에서 수행할 수 있음을 보여준다. 이후 연구는 자가발전 응력 센서, 광자극용 웨어러블 마이크로LED, 장기 사용이 가능한 광기반 생체 자극 패치로 확장되었다. 더 나아가 광-물질 상호작용을 이용한 에너지 변환 및 저장 소재 공정 연구까지 연결되면서, 에너지 생성·저장·활용을 아우르는 융합형 연구 방향을 형성하고 있다. 이 분야는 배터리 무게와 교체 문제를 줄이고, 장시간 사용이 필요한 웨어러블 및 바이오전자 기기의 실용성을 크게 높일 수 있다. 특히 의료용 패치, 자율형 센서 네트워크, 휴대형 광치료 소자, 분산형 저전력 전자기기와의 결합 가능성이 높다. 앞으로는 고효율 소재 설계와 집적 공정 고도화를 통해 더욱 소형화되고 지속 가능한 자가구동형 전자 플랫폼으로 발전할 전망이다.