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.

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.

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.