이종민 연구실

반도체/디스플레이스쿨 이종민

이종민 연구실은 플라즈모닉 나노구조와 박테리오파지 기반 바이오-나노 융합 기술을 중심으로 첨단 센서 및 광전자 소자 개발에 매진하고 있습니다. 연구실은 금속 나노입자와 박막 사이의 나노갭을 정밀하게 제어하여, 빛과 물질의 상호작용을 극대화하는 플라즈모닉 구조를 설계하고 있습니다. 이를 통해 표면증강 라만산란(SERS) 센서, 나노입자-온-미러(NPoM) 구조, 3차원 나노프린팅 기반 나노클러스터 등 다양한 혁신적 광센서 플랫폼을 개발하고 있습니다. 특히, 연구실은 대면적에서 균일한 나노갭 구조를 구현하는 새로운 제작 공정과, 금속 나노입자의 표면 형태가 플라즈모닉 특성에 미치는 영향에 대한 심층 연구를 수행하고 있습니다. 이러한 기술은 DNA, 단백질, 유기화합물 등 다양한 타겟 물질의 초고감도 검출을 가능하게 하며, 바이오센서, 환경센서, 식품 안전 등 다양한 분야에 적용되고 있습니다. 또한, 관련 특허와 논문을 다수 발표하며 국내외적으로 높은 평가를 받고 있습니다. 연구실의 또 다른 핵심 연구 분야는 박테리오파지(M13 bacteriophage)를 활용한 바이오-나노 융합 센서 및 인공 후각 시스템 개발입니다. 박테리오파지는 유전공학적으로 표면 특성을 조절할 수 있어, 다양한 타겟 분자에 대한 선택적 결합이 가능합니다. 이를 이용해 컬러리메트릭 센서, 전자코, VOC 검출기 등 다양한 바이오센서 플랫폼을 개발하였으며, 실제 농산물 숙성 모니터링, 환경 유해가스 감지, 질병 진단 등 실용적인 분야에 적용하고 있습니다. 연구실은 박테리오파지 기반 센서의 민감도와 선택성을 높이기 위해, 표면 펩타이드 서열 최적화, 다중 어레이 센서 구조, 딥러닝 기반 신호 분석 기법을 도입하고 있습니다. 이를 통해 복잡한 환경에서도 높은 분별력과 신속한 응답성을 확보하였으며, 실제 호흡가스 기반 질병 진단에서 높은 진단 및 분류 성공률을 달성하였습니다. 또한, 박테리오파지-금속 나노구조 복합체를 활용한 광학적 신호 증폭, 바이오하이브리드 양자점 개발 등 다양한 융합 연구도 활발히 이루어지고 있습니다. 이종민 연구실은 나노미터 수준의 정밀 제어와 새로운 광학 현상 발굴을 통해 혁신적인 센서 및 광전자 소자 개발에 기여하고 있습니다. 앞으로도 플라즈모닉 나노구조와 박테리오파지 기반 융합 기술을 바탕으로, 환경 모니터링, 식품 안전, 헬스케어 등 다양한 산업 분야에서 혁신적인 솔루션을 제공할 것으로 기대됩니다.