김정한 연구실은 2차원 나노소재와 반데르발스 헤테로구조체의 합성과 특성 분석에 중점을 두고 있습니다. 최근 다양한 논문에서 MXene, PtSe2, MoS2, SnS 등 다양한 2차원 소재의 대면적 성장, 구조적 제어, 그리고 이종접합 구조의 제작 및 특성 평가가 활발히 이루어지고 있습니다. 이러한 연구는 차세대 전자소자, 인공 시냅스, 유연 전자기기 등 다양한 응용 분야에 필수적인 기반 기술로 자리 잡고 있습니다. 특히, 화학기상증착(CVD) 및 에피택시, 스폴링 등 다양한 성장 기법을 활용하여 원자 수준에서의 구조 제어와 대면적 균일성 확보에 집중하고 있습니다. 이를 통해 얻어진 2차원 소재는 전기적, 광학적, 기계적 특성이 우수하며, 인공 시냅스 소자, 고이동도 트랜지스터, 신축성 전극 등 첨단 소자 개발에 적용되고 있습니다. 또한, 이종접합 구조를 통한 새로운 기능성 구현과 소재 간 계면 특성 제어를 통해 소자의 성능을 극대화하고 있습니다. 이러한 연구는 미래 정보통신, 에너지, 바이오센서 등 다양한 산업 분야에서 혁신적인 기술 발전을 이끌 것으로 기대됩니다. 김정한 연구실은 소재의 합성부터 소자 응용까지 전 주기를 아우르는 연구를 통해, 차세대 나노소재 기반 융합기술의 선도적 역할을 수행하고 있습니다.

본 연구실은 전기도금 기술을 활용한 금속 박막 및 박판의 미세구조 제어와 그에 따른 기계적, 전기적 특성 향상에 대한 연구를 활발히 수행하고 있습니다. 구리, 니켈, 코발트 등 다양한 금속의 다층 박막을 전기도금 방식으로 제조하고, 첨가제 및 공정 조건을 조절하여 미세조직과 집합조직을 정밀하게 제어하는 기술을 개발하고 있습니다. 이를 통해 이차전지용 집전체, 연료전지 분리판, 반도체 패키지용 미세기판 등 첨단 산업에 요구되는 고신뢰성 금속소재를 구현하고 있습니다. 특히, 전자 후방 산란 분석(EBSD), 주사 전기화학 현미경(SECM), 주사 이온 전도도 현미경(SICM) 등 첨단 분석기술을 활용하여, 박막의 미세조직과 결정방위, 그리고 이에 따른 기계적 물성 및 전기화학적 특성을 정밀하게 평가하고 있습니다. 또한, 바이폴라 전극, 보조 양극 등 새로운 전기도금 공정 설계를 통해 두께 균일성, 연신율, 내식성 등 실질적 성능 향상에 기여하고 있습니다. 이러한 연구는 차세대 배터리, 연료전지, 반도체 패키징 등 다양한 응용 분야에서 핵심적인 역할을 하며, 산업 현장에서 요구되는 고성능 금속소재의 대량 생산 및 신뢰성 확보에 중요한 기여를 하고 있습니다. 김정한 연구실은 전기도금 기반 금속소재의 혁신적 개발과 실용화에 앞장서고 있습니다.

김정한 연구실은 전기화학 기반의 나노분석 기술과 초미세전극 개발에도 선도적인 연구를 수행하고 있습니다. 주사 전기화학 현미경(SECM), 주사 이온 전도도 현미경(SICM) 등 첨단 분석 장비를 활용하여, 금속 박막 및 나노소재의 표면 반응성, 전기화학적 특성, 미세구조와의 상관관계를 심층적으로 분석하고 있습니다. 이러한 기술은 반도체, 배터리, 바이오센서 등 다양한 분야에서 소재의 성능을 극대화하는 데 필수적입니다. 특히, 초미세전극 및 다채널 전극의 설계와 제조 방법에 관한 특허를 다수 보유하고 있으며, 이를 기반으로 전기화학적 분석의 정밀도와 신뢰성을 크게 향상시키고 있습니다. 전기화학적 분석을 위한 전극의 미세구조 제어, 내산화성 향상, 저융점 금속 활용 등 다양한 혁신적 접근을 통해, 기존 분석기술의 한계를 극복하고 새로운 응용 가능성을 제시하고 있습니다. 이러한 연구는 차세대 전기화학 분석기술의 발전뿐만 아니라, 실제 산업 현장에서의 공정 최적화, 품질 관리, 신소재 개발 등 다양한 분야에 직접적으로 기여하고 있습니다. 김정한 연구실은 전기화학 기반 나노분석 및 미세전극 기술의 연구와 실용화에 있어 국내외적으로 높은 평가를 받고 있습니다.