이효종 연구실은 반도체 및 금속 나노구조의 전기화학적 특성 연구에 중점을 두고 있습니다. 특히, 구리, 니켈, 은 등 다양한 금속의 전기도금 및 에칭 공정을 통해 미세구조와 결정학적 특성을 제어하고, 이를 기반으로 한 신뢰성 높은 반도체 배선 및 나노소재 개발에 주력하고 있습니다. 이러한 연구는 반도체 소자의 미세화 및 고집적화에 필수적인 기술로, 전기화학적 분석과 미세구조 제어를 통해 소재의 성능을 극대화하는 데 기여하고 있습니다. 연구실에서는 전기화학 기반의 저차원 나노소재 분석용 주사 전기화학 현미경(SECM) 핵심기술 개발, 금속의 비등방적 에칭 및 나노구조에서의 전기화학적 해석 등 다양한 국가 연구과제를 수행하고 있습니다. 이를 통해 금속 및 반도체 표면에서의 전기화학 반응 메커니즘을 규명하고, 나노구조의 성장 및 특성 변화에 대한 심층적인 이해를 도모하고 있습니다. 또한, 초미세전극, 다공성 구리박, 다층 금속박 등 첨단 소재의 제조 및 분석 기술을 개발하여, 차세대 전자소자 및 에너지 소자에 적용하고 있습니다. 이러한 연구는 반도체 및 금속 소재의 신뢰성 향상, 미세구조 제어, 전기화학적 분석 기술의 고도화 등 다양한 산업적 응용 가능성을 지니고 있습니다. 특히, 이차전지, 연료전지, 고집적 반도체 소자 등 첨단 산업 분야에서 요구되는 고성능 소재 개발에 중요한 역할을 하고 있으며, 국내외 학술지 및 특허 출원 등 활발한 연구성과를 창출하고 있습니다.

본 연구실은 반도체 재료의 성장 및 박막 공정 기술 개발에 있어서도 탁월한 역량을 보유하고 있습니다. 질화갈륨(GaN), 산화아연(ZnO), 산화갈륨(β-Ga2O3) 등 다양한 화합물 반도체의 성장 메커니즘을 규명하고, 금속 유기 화학 기상 증착(MOCVD), 수소화물 기상 증착(HVPE), 분자빔 에피택시(MBE) 등 첨단 박막 성장 기술을 활용하여 고품질 박막 및 나노구조를 제작하고 있습니다. 이러한 연구는 고휘도 LED, 수소 생산용 광전기화학 전극, 차세대 전력소자 등 다양한 응용 분야에 직접적으로 연결됩니다. 특히, 박막 성장 과정에서의 결정 결함 제어, 스트레인 완화, 버퍼층 설계 등 미세공정 기술을 통해 박막의 구조적·광학적 특성을 최적화하고 있습니다. 연구실은 CrN, ZnO, AlN 등 다양한 버퍼층을 활용한 이종접합 성장, 박막의 자연 박리(self-separation), 나노로드 및 나노와이어 성장 등 독창적인 공정 개발에 성공하였으며, 이를 바탕으로 고품질의 프리스탠딩 GaN, 정렬된 ZnO 나노구조 등 세계적 수준의 소재를 구현하고 있습니다. 이러한 고기능성 반도체 재료 및 박막 성장 기술은 차세대 광전자소자, 에너지 변환소자, 센서 등 다양한 첨단 산업 분야에서 핵심적인 역할을 하며, 국내외 산학연 협력 및 기술이전, 특허 출원 등 실질적인 산업적 파급효과를 창출하고 있습니다.