X-ray Laboratory for Nanoscale Phenomena(나노현상 X-선 연구실)는 첨단 X-선 광원을 활용한 나노스케일 구조 및 동역학 연구를 선도하는 연구실입니다. 본 연구실은 싱크로트론 X-선, X-선 자유전자레이저(XFEL), 고출력 레이저 등 다양한 광원과 자체 개발한 X-선 이미징 및 회절 시스템을 기반으로, 나노 및 원자 수준에서 물질의 구조와 동적 변화를 실시간으로 관찰하고 분석하는 데 중점을 두고 있습니다. 주요 연구 분야로는 코히런트 X-선 이미징, X-선 나노패터닝, 초고속 격자 및 전자 동역학, 표면 및 계면의 나노스케일 현상, 전이금속 산화물의 상전이, 박막 성장 및 촉매 반응, 바이오 및 기능성 소재의 3차원 구조 분석 등이 있습니다. 특히, 펨토초 시간 분해 X-선 실험과 단일 입자 이미징, 다중 모드 X-선 탐침 기법을 통해 기존 분석 방법의 한계를 극복하고, 새로운 물리 현상과 재료의 기능성을 규명하고 있습니다. 본 연구실은 X-선 산란, 회절, 분광, 이미징 등 다양한 실험적 접근과 더불어, 양자역학적 시뮬레이션 및 분자동역학 계산을 병행하여 실험 결과의 해석과 예측 모델링을 수행합니다. 이를 통해 나노구조체, 박막, 촉매, 산화물, 바이오시스템 등 다양한 소재의 구조적·전자적 특성을 정량적으로 분석하고, 새로운 기능성 재료의 설계와 응용 가능성을 제시하고 있습니다. 또한, 자체 개발한 X-선 및 레이저 기반 실험 장비와 분석 기법을 바탕으로 국내외 대형 가속기 시설과의 공동연구를 활발히 진행하고 있으며, 나노과학, 재료과학, 에너지, 바이오, 디스플레이 등 다양한 분야의 융합 연구를 이끌고 있습니다. 이러한 연구 성과는 차세대 정보소자, 에너지 변환, 촉매, 바이오 이미징 등 첨단 산업 분야의 혁신을 견인하고 있습니다. X-ray Laboratory for Nanoscale Phenomena는 나노 및 원자 수준에서 물질의 근본적인 구조와 동역학을 규명함으로써, 과학적 발견과 기술 혁신을 동시에 추구하는 세계적 수준의 연구실로 자리매김하고 있습니다.