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.

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.

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.