김대욱 연구실은 응집물질물리 및 나노구조 기반의 전자빔 기술을 중심으로, 초소형 전자칼럼 및 마이크로칼럼의 설계, 제작, 응용에 관한 선도적 연구를 수행하고 있습니다. 본 연구실은 전자빔의 집속, 편향, 스캔 영역 확장 등 마이크로칼럼의 핵심 부품 기술을 개발하며, MEMS 공정을 활용한 미세 전극 제작, 4중극 및 8중극 디플렉터 설계, 어라인먼트 기술 등 다양한 혁신적 접근을 통해 전자빔 장비의 소형화와 고성능화를 동시에 추구하고 있습니다. 특히, 저에너지 전자빔을 활용한 리소그래피 및 나노패터닝 기술 개발에 집중하여, 50 nm 이하의 초고해상도 패턴 구현, 다양한 감광제의 최적화, 전자빔 집속 특성 개선 등 차세대 반도체 및 디스플레이 제조 공정에 필수적인 기반 기술을 확보하고 있습니다. 이러한 연구는 웨이퍼 및 TFT-LCD 패널의 결함 검사, 비가시적 결함 탐지, 나노소자 제조 등 산업 현장에서 직접적으로 활용되고 있습니다. 또한, 본 연구실은 전자빔 기반 계측 및 검사 장비의 대량 생산 가능성, 신뢰성, 유지보수의 용이성까지 고려한 실용적 연구를 지속하고 있습니다. 다양한 특허와 논문을 통해 초소형 전자칼럼의 구조적 단순화, 고해상도·고전류 전자빔의 안정적 구현, 그리고 산업 현장에 적합한 시스템 개발에 앞장서고 있습니다. 이와 더불어, 나노구조 팁을 이용한 전자방출원, 정전 4중극 및 8중극 디플렉터, 보조집속전극 등 다양한 부품의 설계 및 제작 기술을 바탕으로, 리소그래피 시스템의 성능을 극대화하고 있습니다. 나노미터 크기의 금속/실리콘 어퍼처 제작, 근접장 광센서용 팁, 서브웨이브길이 광학 소자 등 나노패터닝 응용 연구도 활발히 진행 중입니다. 김대욱 연구실은 응집물질물리의 기초 연구를 바탕으로, 전자빔 기술의 실용화와 산업적 응용을 동시에 추구하며, 차세대 반도체, 디스플레이, 나노소자, 바이오센서 등 다양한 첨단 산업 분야에서 요구되는 초미세 구조 구현 및 계측 기술의 혁신을 선도하고 있습니다.