윤석준 연구실은 2차원 반도체 소재의 합성과 박막증착 기술 개발에 중점을 두고 있습니다. 특히 화학기상증착법(CVD), 펄스 레이저 증착(PLD) 등 다양한 박막 성장 기법을 활용하여 단일층 및 다층의 전이금속 칼코게나이드(TMDs)와 같은 2차원 소재를 대면적으로 합성하는 연구를 수행하고 있습니다. 이러한 성장 기술은 소재의 두께, 결정성, 도핑 농도, 결함 제어 등 미세한 구조적 특성을 정밀하게 조절할 수 있어, 차세대 전자소자 및 광전자소자 개발의 핵심 기반이 됩니다. 연구실에서는 금속 박막 위에서의 단결정 성장, 롤러블 금속 기판을 이용한 대면적 수직 이종접합 구조 합성, 그리고 원자층 증착을 통한 박막의 두께 및 조성 제어 등 다양한 성장 플랫폼을 개발하고 있습니다. 또한, 성장 과정에서 발생할 수 있는 결함, 도핑, 계면 특성 등을 체계적으로 분석하여 소재의 물리적·화학적 특성을 최적화하는 데 주력하고 있습니다. 이를 위해 라만 분광법, 주사전자현미경, 원자힘현미경, X-선 분광법 등 첨단 분석 장비를 적극적으로 활용합니다. 이러한 박막증착 및 합성 기술은 차세대 반도체 소자, 투명·유연 전자소자, 고성능 광센서, 스핀트로닉스 등 다양한 응용 분야에 적용될 수 있습니다. 연구실은 소재의 대면적 균일성, 결정성, 계면 청정도 등 산업적 대량생산에 필수적인 요소들을 지속적으로 개선하며, 미래 전자산업의 혁신을 선도하고자 합니다.

본 연구실은 2차원 소재의 전기적, 광학적, 자기적 특성을 정밀하게 제어하고, 이를 기반으로 다양한 차세대 소자 응용 연구를 활발히 진행하고 있습니다. 예를 들어, 전이금속 칼코게나이드 단일층 및 이종접합 구조에서의 엑시톤, 트라이온, 다크 엑시톤 등 다양한 준입자 현상을 규명하고, 외부 전기장, 기계적 변형, 도핑, 결함 제어 등을 통해 이들의 발광 및 전하 이동 특성을 조절합니다. 또한, 자기 도핑을 통한 2차원 자성 반도체 구현, 계면 결함 및 도핑 농도에 따른 양자 터널링 및 스핀트로닉스 특성 연구도 수행하고 있습니다. 연구실은 나노미터 수준의 결함 분석, 원자 단위 도핑 및 계면 제어, 그리고 기계적·광학적 응력에 따른 물성 변화 등 미세한 조작을 통해 소자의 성능을 극대화하는 방법을 모색합니다. 이를 위해 팁-증강 라만 분광법, 하이퍼스펙트럴 이미징, 주사터널링현미경 등 첨단 계측 기술을 활용하여 소재 및 소자의 국소적 특성을 정밀하게 분석합니다. 또한, 인공지능 및 머신러닝 기반의 데이터 분석을 도입하여 결함 및 도핑 분포, 소자 특성 예측 등 자동화된 연구 방법론도 개발하고 있습니다. 이러한 연구는 고감도 광센서, 차세대 트랜지스터, 양자광학 소자, 스핀 기반 정보처리 소자 등 다양한 응용 분야로 확장되고 있습니다. 연구실은 소재의 근본적 물성 이해와 더불어, 실제 소자 제작 및 평가까지 전주기적 연구를 통해 2차원 소재 기반 미래 전자·광전자 기술의 실현을 목표로 하고 있습니다.