Computational Nanoelectronics Laboratory

전기및전자공학부 신민철

컴퓨테이셔널 나노일렉트로닉스 연구실은 첨단 반도체 소자 및 신소재 기반 나노소자의 이론적 모델링과 시뮬레이션을 선도적으로 수행하는 연구 그룹입니다. 본 연구실은 양자역학적 접근법을 바탕으로, 전자, 포논, 스핀 등 다양한 물리 현상을 원자 수준에서 정밀하게 해석하고, 이를 통해 미래형 반도체 소자의 성능 한계와 동작 원리를 규명합니다. 연구실의 주요 연구 분야는 초박막 바디 트랜지스터, 나노와이어 FET, 탄소나노튜브 FET, 2차원 반도체 FET 등 차세대 트랜지스터 구조의 양자 수송 시뮬레이션입니다. 또한, 스핀트로닉스 기반의 신개념 메모리 소자(STT-MRAM, FTJ, NCFET 등)와 관련된 스핀 동역학, 저항 스위칭, 네거티브 커패시턴스 현상 등 다양한 물리적 메커니즘을 이론적으로 분석합니다. 이를 위해 자체 개발한 시뮬레이션 툴과 고성능 컴퓨팅 자원을 적극적으로 활용하고 있습니다. 본 연구실은 실리콘을 넘어서는 신소재(블랙 포스포러스, 전이금속 칼코게나이드, 페로일렉트릭 하프늄 옥사이드 등) 기반 소자와, 금속-반도체 접합, 산화막/채널 계면 등 실제 소자에서 발생하는 다양한 인터페이스 이슈에 대한 심층 연구도 수행합니다. 밀도 범함수 이론(DFT), 비평형 그린 함수(NEGF), 타이트 바인딩 모델 등 첨단 계산 방법론을 활용하여, 실험적으로 접근이 어려운 원자 수준의 현상을 이론적으로 규명하고 있습니다. 이러한 연구는 저전력·고속·고집적 반도체 소자 개발, 신경모방 컴퓨팅 및 인공지능 하드웨어 등 미래 정보기술 산업의 혁신을 이끌고 있습니다. 또한, 산업계와의 협력 및 다양한 특허, 논문, 국제 학회 발표를 통해 연구 성과를 국내외에 널리 확산시키고 있습니다. 컴퓨테이셔널 나노일렉트로닉스 연구실은 앞으로도 차세대 반도체 및 신소재 소자 분야에서 세계적 수준의 연구 역량을 바탕으로, 새로운 과학적 발견과 기술 혁신을 지속적으로 선도해 나갈 것입니다.