이 연구실은 나노와이어, 산화물 반도체, 탄소나노튜브와 같은 저차원 나노소재를 이용한 차세대 트랜지스터 소자 개발에 중점을 두고 있다. 특히 기존 실리콘 기반 소자의 한계를 보완할 수 있는 고성능·저전력 나노 트랜지스터를 구현하기 위해 소자 구조 설계, 채널 물성 제어, 계면 특성 최적화를 종합적으로 다룬다. 이러한 연구는 미래 반도체 소자, 로직 회로, 메모리 구동 회로의 성능 향상과 새로운 폼팩터 전자소자의 실현에 직접적으로 연결된다. 연구 방법론 측면에서는 In2O3, ZnO, Zn2SnO4 등 산화물 나노와이어와 정렬된 탄소나노튜브 배열을 활용한 박막 트랜지스터 및 전계효과 트랜지스터를 제작하고, 문턱전압, 이동도, 서브스레시홀드 스윙, 광안정성, 저주파 잡음 특성을 정밀하게 분석한다. 자기조립 단분자막(SAM) 패시베이션, 유기 나노유전체, 산소 플라즈마 처리, 레이저 어닐링과 같은 공정을 통해 계면 트랩 밀도와 표면 결함을 줄이고, 스위칭 속도와 신뢰성을 높이는 방향으로 연구가 전개된다. 이는 논문과 학회 발표에서 반복적으로 나타나는 핵심 흐름이다. 이 연구는 단순한 소자 제작을 넘어 실제 응용 가능성을 염두에 둔 반도체 플랫폼 기술로 확장되고 있다. 저전력 구동, 저잡음 특성, 빠른 응답성을 갖는 나노 트랜지스터는 디스플레이 구동회로, 차세대 센서 인터페이스, 유연 전자회로의 핵심 부품이 될 수 있다. 또한 반도체 소재·공정·설계 인재양성 사업과도 연결되어, 교육과 산업화를 동시에 지향하는 연구실의 정체성을 잘 보여준다.

이 연구실은 투명성과 기계적 유연성을 동시에 확보할 수 있는 전자소자와 디스플레이 기술을 중요한 연구 축으로 삼고 있다. 투명 나노와이어 트랜지스터, 그래핀 전극 기반 양자점 발광다이오드, 투명 탄소나노튜브 박막 트랜지스터 등 대표 연구 성과는 차세대 디스플레이와 웨어러블 전자기기의 기반 기술로 평가될 수 있다. 기존 평판형 전자소자가 가지는 경직성과 불투명성의 한계를 넘기 위해, 광학적 투과도와 전기적 성능을 동시에 만족시키는 재료 및 구조 개발이 핵심 목표다. 이를 위해 연구실은 그래핀, 인듐주석산화물(ITO), 은나노와이어, 금 나노입자, 양자점, 산화물 나노와이어 등 다양한 기능성 소재를 조합하여 전극과 채널, 발광층, 구동 소자를 통합하는 접근을 수행한다. 그래핀의 일함수 조절, 시트저항 저감, 다층 구조 최적화, 광투과 특성 확보와 같은 세부 기술은 실제 투명 QD-LED 구현으로 이어졌으며, 완전 투명 소자 구현을 위한 핵심 공정 기술로 작동한다. 또한 스트레처블 디스플레이 관련 특허는 단순 유연성을 넘어 신장 가능한 디스플레이 시스템으로 연구가 확장되고 있음을 보여준다. 이 분야의 파급효과는 디스플레이 산업뿐 아니라 스마트 윈도우, 차량용 투명 전장, 생체부착형 웨어러블 기기, 차세대 인간-기계 인터페이스 등으로 넓다. 산업계 경력에서 유기 EL 디스플레이 개발 경험을 보유한 점도 연구실의 응용지향성을 강화한다. 따라서 이 연구실의 투명·유연 전자소자 연구는 반도체 소자 공학과 디스플레이 시스템 기술을 유기적으로 연결하는 융합 연구라고 볼 수 있다.

이 연구실은 반도체 나노소자 기술을 환경·안전·헬스케어 응용으로 확장하는 연구도 활발히 수행하고 있다. 대표적으로 고에너지 전자기파 감지 IoT 센서, 변압기용 가스 검출 장치, 적외선 발광 기반 정보 식별 장치, 공기정화용 재사용 필터, 나노 기공 입자 포집 필터 등이 있다. 이는 반도체 및 나노소재 기반의 정밀 감지 기술을 실제 산업 현장과 생활 환경 문제 해결에 적용하려는 연구 방향을 보여준다. 세부적으로는 자외선, 엑스선, 감마선 등 유해 전자기파를 고감도로 동시에 검출하는 초소형 센서 플랫폼, 절연유 내 가스를 선택적으로 분리·감지하는 전력설비 진단 센서, 표면개질과 자기조립 기반의 방수·통기성 스마트 필터, 인공섬모 구조를 이용한 세정 재사용형 공기정화 필터 등이 포함된다. 이러한 연구는 나노/마이크로 구조 제어, 표면 화학, 전기적 신호 검출, 소재 복합화, IoT 연동 기술이 결합된 형태로 진행된다. 즉, 소자 자체의 물성 연구에서 한 걸음 더 나아가 시스템 수준의 기능 구현을 추구한다. 응용 측면에서 이 연구는 환경 정화, 산업 설비 안전, 전자기파 노출 감시, LED 보호, 특수 기능성 필터 개발 등 다양한 영역으로 이어질 수 있다. 또한 멕센 파이버, 에어로겔, 지능형 복합구조체 연구와 연결되면서 향후에는 전자소자-센서-기능성 소재가 통합된 고부가가치 플랫폼으로 발전할 가능성이 높다. 이는 연구실이 반도체 소자 기술을 사회적 수요가 큰 응용 문제 해결에 적극적으로 접목하고 있음을 의미한다.