이도경 연구실
베터리공학과
이도경
이도경 연구실은 신소재화학공학과를 기반으로 첨단 박막공학, 나노소재, 에너지 및 전자소자용 기능성 소재 개발에 집중하고 있습니다. 연구실의 주요 연구 분야는 투명 전극 및 박막 트랜지스터, 에너지 소자용 나노구조체, 표면 및 계면 제어 기술 등으로, 차세대 디스플레이, 태양전지, 센서, 플렉서블 전자소자 등 다양한 응용 분야에 적용되고 있습니다.
특히, 인듐 주석 산화물(ITO), 인듐 아연 산화물(IZO), 인듐 아연 주석 산화물(IZTO) 등 산화물 기반 투명 전극 소재와 박막 트랜지스터 개발에 있어 국내외적으로 우수한 연구 성과를 보이고 있습니다. 플렉서블 기판에 적용 가능한 저온 공정, 투습 방지막, 하드코팅 필름 등 차별화된 소재 및 공정 기술을 통해 차세대 플렉서블 디스플레이와 웨어러블 전자소자 개발에 기여하고 있습니다.
또한, 망간 기반 MOF 유래 전극, ZnO 및 TiO2 나노구조체, 다양한 산화물 박막 등 에너지 저장 및 변환 소자용 소재 연구도 활발히 진행 중입니다. 슈퍼커패시터, 염료감응형 태양전지(DSSC), 수소이온 센서 등 다양한 에너지 소자에 적용하여 우수한 전기화학적 특성과 효율을 달성하고 있습니다. 이러한 연구는 실제 산업 현장과 연계되어 다수의 특허와 기술이전으로 이어지고 있습니다.
연구실은 플라즈마, 화학적 처리, 하드코팅 등 표면 및 계면 제어 기술을 통해 소재의 내구성, 소수성, 접착력, 전기적 특성 등을 극대화하는 연구도 병행하고 있습니다. 터치패널, 디스플레이, 광학 소자 등에서 요구되는 고성능 하드코팅 필름, 오염 방지 기능성 소재 등은 산업적 파급력이 매우 큽니다.
이도경 연구실은 앞으로도 새로운 소재 조성, 혁신적 공정 기술, 융합형 응용 연구를 지속적으로 추진하여, 차세대 전자 및 에너지 소자 산업의 핵심 원천기술을 선도하는 연구실로 성장해 나갈 것입니다.
박막공학 및 투명 전극 소재 개발
박막공학은 다양한 기능성 박막을 설계, 합성, 특성 평가하는 학문으로, 본 연구실에서는 특히 투명 전극 소재 및 박막 트랜지스터 개발에 중점을 두고 있습니다. 투명 전극은 디스플레이, 태양전지, 센서 등 다양한 전자소자에 필수적인 요소로, 높은 투명도와 전기적 특성을 동시에 만족해야 합니다. 이를 위해 인듐 주석 산화물(ITO), 인듐 아연 산화물(IZO), 인듐 아연 주석 산화물(IZTO) 등 다양한 산화물 기반 박막을 연구하고 있습니다.
연구실에서는 RF 마그네트론 스퍼터링, 이온빔 보조 증착, 플라즈마 표면처리 등 첨단 박막 증착 및 표면 개질 기술을 활용하여 박막의 구조적, 전기적, 광학적 특성을 최적화하고 있습니다. 또한, 플렉서블 기판에 적용 가능한 저온 공정 및 투습 방지막 기술 개발에도 주력하여, 차세대 플렉서블 디스플레이 및 웨어러블 전자소자에 적용할 수 있는 투명 전극 소재를 개발하고 있습니다.
이러한 연구를 통해 개발된 투명 전극 및 박막 트랜지스터는 실제 플렉서블 태양전지, 투명 디스플레이, 센서 소자 등에 적용되어 우수한 성능을 입증하고 있습니다. 앞으로도 새로운 소재 조성 및 공정 기술을 지속적으로 개발하여, 차세대 전자소자 산업의 핵심 기반 기술로 발전시키는 것을 목표로 하고 있습니다.
에너지 소자용 나노구조체 및 박막 소재
본 연구실은 에너지 저장 및 변환 소자에 적용 가능한 나노구조체 및 박막 소재 개발에 활발히 참여하고 있습니다. 특히, 망간 기반 금속-유기 골격체(MOFs) 유래 전극 소재, ZnO 및 TiO2 나노구조체, 다양한 산화물 박막을 합성하여 슈퍼커패시터, 태양전지, 수소이온 센서 등 다양한 에너지 소자에 적용하고 있습니다. 이러한 소재들은 높은 표면적, 조절 가능한 공극 구조, 우수한 전기화학적 특성을 바탕으로 에너지 저장 및 변환 효율을 극대화할 수 있습니다.
연구실에서는 열처리, 용액공정, 화학적 기상 증착(CVD), 스퍼터링 등 다양한 합성 및 제조 방법을 활용하여 소재의 미세구조와 조성을 정밀하게 제어하고 있습니다. 예를 들어, MOF 유래 망간 산화물 전극은 높은 비표면적과 다공성 구조를 통해 우수한 슈퍼커패시터 성능을 구현하였으며, ZnO 나노로드 및 나노와이어는 염료감응형 태양전지(DSSC) 및 광센서의 광전변환 효율을 크게 향상시켰습니다.
이와 같은 연구는 차세대 에너지 소자의 고효율화, 소형화, 플렉서블화에 기여하고 있으며, 실제로 다양한 국제 학술지에 연구 성과가 게재되고 특허로도 이어지고 있습니다. 앞으로도 새로운 나노구조체 및 박막 소재의 설계와 응용을 통해 에너지 및 환경 분야의 혁신적인 기술 발전에 앞장설 계획입니다.
표면 및 계면 제어를 통한 기능성 소재 응용
연구실에서는 플라즈마, 화학적 처리, 하드코팅 등 다양한 표면 및 계면 제어 기술을 활용하여 기능성 소재의 성능을 극대화하는 연구를 수행하고 있습니다. 플라즈마 표면처리, 유기/무기 하드코팅, 나노입자 도입 등은 박막, 고분자, 금속, 산화물 등 다양한 소재의 표면 특성을 변화시켜, 내스크래치성, 소수성, 접착력, 전기적 특성 등을 향상시키는 데 중요한 역할을 합니다.
특히, 플라즈마 표면처리는 플라스틱 필름, 유연 기판, 센서용 박막 등에서 표면 에너지 조절, 친수성/소수성 제어, 오염 방지 기능 부여 등에 활용되고 있습니다. 또한, 하드코팅 조성물 및 필름 개발을 통해 터치패널, 디스플레이, 광학 소자 등에서 요구되는 내구성 및 투명도를 동시에 만족시키는 소재를 구현하고 있습니다. 이러한 기술은 실제 산업 현장에서의 적용 가능성이 높아, 다수의 특허와 기술이전으로 이어지고 있습니다.
앞으로도 연구실은 표면 및 계면 제어 기술을 기반으로 다양한 기능성 소재의 신뢰성, 내구성, 성능을 극대화하는 연구를 지속할 예정입니다. 이를 통해 차세대 전자소자, 에너지 소자, 센서, 바이오소재 등 다양한 분야에서 혁신적인 응용이 가능하도록 기여할 것입니다.
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Energy Storage Performance of Electrode Materials Derived from Manganese Metal-Organic Frameworks
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