FMDL 연구실은 UNIST 반도체소재 및 소자공학과에 소속되어, 차세대 반도체 및 전자소자 개발을 위한 혁신적인 재료 연구에 집중하고 있습니다. 본 연구실은 산화물 반도체, 페로브스카이트, 금속 할라이드 등 다양한 신소재의 설계, 합성, 특성 분석 및 소자 응용에 이르기까지 폭넓은 연구를 수행하고 있습니다. 특히, 산화물 박막 트랜지스터(TFT), 저항변화 메모리(ReRAM), 발광 다이오드(LED) 등 첨단 소자 개발을 통해 미래 전자산업의 핵심 기술을 선도하고 있습니다.
연구실은 실험적 접근과 더불어 계산과 시뮬레이션을 적극적으로 활용하여, 재료의 전자 구조, 결함 특성, 계면 현상 등 근본적인 물리·화학적 메커니즘을 규명하고 있습니다. 이를 통해 재료의 성능과 신뢰성, 수명 등 다양한 트레이드오프를 극복하고, 고효율·고안정성 소자 구현을 위한 혁신적 솔루션을 제시하고 있습니다. 또한, 초고진공 코스퍼터링, 마스크리스 리소그래피, 고해상도 분광기 등 첨단 장비를 활용하여 정밀한 재료 합성과 소자 제작, 분석이 이루어지고 있습니다.
FMDL 연구실은 국내외 유수의 기업 및 연구기관과의 산학협력을 통해 실용적이고 산업적인 연구 성과를 창출하고 있습니다. AGC, LG디스플레이, 미쓰비시케미컬, 파나소닉, 삼성전자 등과의 공동연구 및 일본 국가 프로젝트 수행 경험을 바탕으로, 실제 산업 현장에서 요구되는 기술적 과제 해결에 앞장서고 있습니다. 또한, 다양한 국제 학술대회 발표와 수상, 우수 논문 게재 등 활발한 연구 활동을 이어가고 있습니다.
연구실은 미래 반도체 및 전자소자 분야의 글로벌 경쟁력을 갖춘 인재 양성에도 힘쓰고 있습니다. 반도체특성화융합전공 등 특화된 교육과정과 장학금, 국제학회 참가 기회, 창업 및 취업 지원 프로그램 등을 통해 학생들의 역량 강화와 진로 개발을 적극 지원하고 있습니다. 이러한 노력은 연구실 구성원들의 우수한 연구성과와 다양한 수상 실적으로 이어지고 있습니다.
FMDL 연구실은 앞으로도 산화물, 페로브스카이트, 할라이드 등 신소재 기반의 차세대 반도체 및 전자소자 연구를 지속적으로 확장해 나갈 계획입니다. 실험과 이론, 산업과 학문을 아우르는 융합적 연구를 통해, 미래 전자산업의 혁신과 지속가능한 발전에 기여하는 것을 목표로 하고 있습니다.
FMDL 연구실은 차세대 전자소자와 디스플레이, 메모리 응용을 위한 산화물 반도체 재료 개발에 중점을 두고 있습니다. 산화물 반도체는 높은 이동도, 투명성, 저온 공정 가능성 등 다양한 장점을 지니고 있어 차세대 전자기기 및 디스플레이 산업에서 핵심적인 역할을 하고 있습니다. 본 연구실은 인듐, 갈륨, 아연, 주석 등 다양한 금속 산화물 조성을 바탕으로 새로운 전자 구조와 특성을 지닌 재료를 설계하고 합성하는 데 주력하고 있습니다.
특히, 산화물 박막 트랜지스터(TFT)와 산화물 기반 저항변화 메모리(ReRAM) 등 다양한 소자 응용을 위해 산화물 재료의 결정성, 결함 제어, 계면 특성 분석 등 다각적인 연구를 수행하고 있습니다. 이를 위해 초고진공 코스퍼터링 시스템, 마스크리스 리소그래피, 고해상도 분광기 등 첨단 장비를 활용하여 재료의 성장과 특성 분석을 정밀하게 진행하고 있습니다. 또한, 실험적 접근뿐만 아니라 계산과 시뮬레이션을 통한 재료 설계 및 소자 동작 메커니즘 해석에도 힘쓰고 있습니다.
이러한 연구는 차세대 디스플레이, 메모리, 센서, 투명 전자소자 등 다양한 분야로의 응용 가능성을 넓히고 있습니다. FMDL 연구실은 산화물 반도체의 한계를 극복하고, 성능과 신뢰성, 수명 등 다양한 트레이드오프를 해결하기 위한 혁신적인 접근법을 지속적으로 모색하고 있습니다.
페로브스카이트 및 할라이드 반도체 소자
FMDL 연구실은 페로브스카이트 및 금속 할라이드 기반의 반도체와 소자 개발에도 선도적인 연구를 수행하고 있습니다. 페로브스카이트 재료는 뛰어난 광전자적 특성과 저비용 공정 가능성으로 인해 차세대 LED, 트랜지스터, 태양전지 등 다양한 분야에서 각광받고 있습니다. 본 연구실은 페로브스카이트 박막 트랜지스터(TFT), 페로브스카이트 발광 다이오드(LED) 등 혁신적인 소자 구조를 설계하고, 고효율·고안정성 구현을 위한 재료 합성 및 계면 제어 기술을 개발하고 있습니다.
특히, 무연(無鉛) 페로브스카이트, 1차원 및 0차원 전자구조를 지닌 새로운 할라이드 화합물 등 환경 친화적이고 독특한 특성을 지닌 신소재 연구에 집중하고 있습니다. 또한, 소자의 내구성 향상과 성능 최적화를 위해 첨가제 도입, 계면 엔지니어링, 저온 공정 등 다양한 혁신적 방법론을 적용하고 있습니다. 이를 통해 페로브스카이트 기반 소자의 상용화 가능성을 높이고, 미래 전자 및 광전자 산업의 패러다임 전환을 선도하고 있습니다.
이와 더불어, 페로브스카이트 및 할라이드 반도체의 전자 구조, 결함 특성, 이온 이동 메커니즘 등 근본적인 물리·화학적 현상에 대한 심층 연구도 병행하고 있습니다. 실험과 이론, 시뮬레이션을 융합한 다학제적 접근을 통해, 새로운 재료와 소자 개발의 혁신을 이끌고 있습니다.
재료 및 소자 분석과 시뮬레이션
FMDL 연구실은 첨단 재료 및 소자 분석 기술과 컴퓨터 시뮬레이션을 결합하여, 신소재의 구조적·전자적 특성 및 소자 동작 메커니즘을 심층적으로 규명하고 있습니다. 적층구조 계면, 결함, 불순물 등 미세 구조 분석을 위해 다양한 분석 장비와 기법을 활용하며, 이를 통해 재료의 품질과 소자 성능 간의 상관관계를 체계적으로 해석하고 있습니다.
특히, 전자현미경, 분광기, 홀 측정, 열탈착분석 등 다양한 실험적 분석법을 통해 재료의 결정성, 전하 이동 특성, 결함 분포 등을 정밀하게 측정합니다. 동시에, 계산화학, 전자구조 계산, 디바이스 시뮬레이션 등 컴퓨터 기반의 이론적 연구를 병행하여, 실험 결과의 해석과 신소재 설계에 중요한 인사이트를 제공합니다.
이러한 통합적 분석 및 시뮬레이션 연구는 산화물, 페로브스카이트, 할라이드 등 다양한 신소재의 개발과 소자 성능 향상에 핵심적인 역할을 하고 있습니다. FMDL 연구실은 실험과 이론의 시너지를 극대화하여, 미래 반도체 및 전자소자 분야의 혁신을 주도하고 있습니다.
