연세대학교 신소재공학과 심우영 교수 연구실은 이차원(2D) 소재의 합성과 구조 제어, 그리고 이를 기반으로 한 혁신적 소자 개발을 선도하는 세계적 연구 그룹입니다. 본 연구실은 기존에 알려지지 않은 결정 대칭성과 구조를 갖는 새로운 2D 소재를 합성하고, 이들의 물리적·화학적 특성을 심층적으로 분석함으로써, 소재 과학의 근본적인 이해를 확장하고 있습니다. 특히, III-V 및 IV족 반도체, 금속, 절연체 등 다양한 계열의 소재를 원자 단위에서 설계하고, 결정 구조와 물성 간의 상관관계를 규명하는 데 중점을 두고 있습니다. 이와 함께, 연구실은 이온 및 전하 이동 제어를 기반으로 한 멤트랜지스터, 뉴로모픽 소자 등 차세대 반도체 소자 개발에 주력하고 있습니다. 이차원 소재의 van der Waals gap을 활용하여 이온과 전자의 동시 제어가 가능한 혁신적 소자 구조를 구현함으로써, 인메모리 컴퓨팅, 저전력 신경망 하드웨어 등 미래형 인공지능 시스템의 핵심 기술을 선도하고 있습니다. 최근에는 멀티스테이트 제어, 저전력 구동, 3차원 집적화 등 첨단 소자 기술 개발에도 박차를 가하고 있습니다. 또한, 연구실은 2D 멤브레인 및 절연체 소재를 이용한 에너지 및 환경 응용 연구도 활발히 수행하고 있습니다. 선택적 이온 수송, 염분차 발전, 수처리, 리튬 추출 등 다양한 분야에서 2D 멤브레인의 우수한 성능을 실험적으로 입증하고 있으며, 생체 이온 채널에서 영감을 받은 미세 구조 설계로 기존 멤브레인 기술의 한계를 극복하고 있습니다. 이러한 연구는 에너지 효율 향상과 친환경 자원 활용에 크게 기여하고 있습니다. 나아가, 본 연구실은 대면적 병렬 나노패터닝 및 나노이미징 기술 개발에도 앞장서고 있습니다. 광학적 다중 탐침 시스템, 근접장 포토리소그래피, 캔틸레버 없는 스캐닝 프로브 어레이 등 첨단 공정 기술을 통해, 대면적 고해상도 나노패터닝과 이미징을 동시에 구현하고 있습니다. 이로써 차세대 반도체, 디스플레이, 바이오센서 등 다양한 산업 분야에서 혁신적 기술을 제공하고 있습니다. 심우영 교수 연구실은 소재의 합성-구조-물성-소자-응용을 아우르는 융합적 연구를 통해, 미래 신소재 및 나노기술 분야의 글로벌 리더로 자리매김하고 있습니다. 다양한 국내외 산학협력, 특허, 논문, 수상 경력을 바탕으로, 학문적·산업적 혁신을 지속적으로 이끌고 있습니다.