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JEON LAB

성균관대학교 나노공학과

전일 교수

Carbon-based Quantum Computing Devices

Carbon Nanotubes

Optoelectronic Devices

JEON LAB

나노공학과 전일

JEON LAB(전일 교수 연구실)은 성균관대학교 나노과학기술학과 및 SKKU Advanced Institute of Nanotechnology(SAINT)에 소속된 세계적인 나노소재 및 소자 연구실입니다. 본 연구실은 저차원 탄소 소재(풀러렌, 탄소나노튜브 등)와 내포풀러렌, 탄소 캡슐화 금속 나노입자 등 혁신적 신소재의 합성 및 응용에 있어 독보적인 기술력을 보유하고 있습니다. 특히, 환경친화적 공정과 업사이클링 전략을 도입하여 온실가스 자원화, 불순물의 고부가가치 소재화 등 지속가능한 나노공학 연구를 선도하고 있습니다. JEON LAB은 바이오소재(M13 박테리오파지, 셀룰로스, 거미줄 등)와 자연모방 기술을 접목한 첨단 에너지 및 광전자 소자 개발에도 집중하고 있습니다. 유전자 조작 바이러스, 자가치유 고분자, 생체친화성 복합소재 등 다양한 바이오-나노 융합 소재를 개발하여, 차세대 웨어러블, 바이오일렉트로닉스, 신경모방 소자 등 미래형 소자 분야에서 혁신을 이끌고 있습니다. 이러한 연구는 소재의 기능성, 환경친화성, 인간-기계 인터페이스 등 다양한 측면에서 새로운 가치를 창출하고 있습니다. 특히, 페로브스카이트 태양전지, 차세대 이차전지, 고감도 광센서, 뉴로모픽 멤리스터 등 다양한 에너지 및 정보 소자 개발에서 세계 최고 수준의 성과를 내고 있습니다. 금속 전극이 필요 없는 투명·유연 태양전지, 비납계 친환경 소자, CNT 기반 투명전극 등은 JEON LAB의 독보적인 기술력의 결과물입니다. 이러한 소자들은 세계 신기록 효율 및 내구성을 달성하며, 실제 산업화 및 상용화 가능성을 입증하고 있습니다. 또한, JEON LAB은 인공지능(AI) 및 머신러닝 기반 소재·소자 설계 및 최적화 연구에도 앞장서고 있습니다. AI와 시뮬레이션을 활용한 신소재 발굴, 소자 구조 설계, 공정 조건 최적화 등에서 혁신적 성과를 창출하고 있으며, 이는 차세대 에너지 및 정보기술 분야의 패러다임 변화를 주도하고 있습니다. 이러한 융합적 연구 접근법은 소재-소자-시스템 통합 혁신을 실현하며, 학계와 산업계 모두에서 높은 평가를 받고 있습니다. JEON LAB은 다수의 세계적 학술지 논문, 특허, 정부 및 산업체 연구과제, 국제적 수상 경력을 바탕으로, 나노공학 및 첨단 소재·소자 분야에서 글로벌 리더로 자리매김하고 있습니다. 앞으로도 지속적인 혁신과 융합 연구를 통해, 에너지·환경·정보기술 등 미래 사회의 핵심 문제 해결에 기여할 것입니다.

Carbon-based Quantum Computing Devices
Carbon Nanotubes
Optoelectronic Devices
저차원 탄소 소재 및 내포풀러렌의 합성과 응용
JEON LAB은 저차원 탄소 소재, 특히 풀러렌과 탄소나노튜브(CNT)의 합성 및 응용에 있어 세계적인 선도 연구를 수행하고 있습니다. 이 연구실은 온실가스와 같은 환경 친화적 자원을 활용하여 고순도 CNT를 합성하는 혁신적 공정을 개발하였으며, 이를 통해 환경 문제 해결과 첨단 소재 개발이라는 두 가지 목표를 동시에 달성하고 있습니다. 또한, 내포풀러렌(Endohedral Fullerenes)과 같은 특수 탄소 소재의 합성 기술을 보유하고 있으며, 이는 양자컴퓨팅, 차세대 배터리, 광전자 소자 등 다양한 분야에 적용되고 있습니다. 특히 내포풀러렌은 내부에 원자나 이온을 가두는 독특한 구조로, 양자 정보 저장 및 전자 소자에서 뛰어난 안정성과 성능을 제공합니다. JEON LAB은 세계 최초로 Li@C60 내포풀러렌을 페로브스카이트 태양전지에 적용하여, 소자의 효율과 안정성을 크게 향상시킨 바 있습니다. 이러한 연구는 Angewandte Chemie, JACS 등 세계적 학술지에 VIP 논문으로 게재되며 그 우수성을 인정받았습니다. 이외에도 탄소로 캡슐화된 금속 나노입자(FeC@C NPs)와 같은 신소재를 개발하여, 기존에는 불순물로 취급되던 물질을 광전소자의 성능을 극대화하는 핵심 소재로 재탄생시키고 있습니다. 이러한 소재들은 플라즈모닉 효과, 전하 수송 증진, 결함 억제 등 다양한 메커니즘을 통해 차세대 에너지 및 정보 소자의 혁신을 이끌고 있습니다.
친환경 바이오소재 및 자연모방 기반 첨단 소자 개발
JEON LAB은 바이오소재와 자연모방 기술을 활용한 첨단 에너지 및 광전자 소자 개발에도 집중하고 있습니다. 대표적으로 M13 박테리오파지와 같은 바이오소재를 유전자 조작을 통해 기능화하여, 페로브스카이트 태양전지 및 광센서의 결정 성장 템플릿, 결함 패시베이터, 광흡수 증진 소재 등으로 활용하고 있습니다. 이러한 바이오-나노 융합 연구는 기존 무기 소재가 가지지 못한 생체친화성, 환경친화성, 자기치유 특성 등을 소자에 부여함으로써, 차세대 웨어러블, 바이오일렉트로닉스, 신경모방 소자 등 다양한 분야로의 확장 가능성을 보여주고 있습니다. 또한, 거미줄, 셀룰로스 등 자연에서 영감을 받은 다양한 바이오소재를 활용하여, 고기능성·다기능성 고분자 및 복합소재를 개발하고 있습니다. 이러한 소재들은 자가치유, 스트레쳐블(신축성), 고내구성, 생체적합성 등 첨단 소자에 요구되는 특성을 동시에 만족시키며, 실제로 차세대 반도체, 이차전지, 광센서, 뉴로모픽 멤리스터 등 다양한 소자에 적용되고 있습니다. JEON LAB은 바이오소재의 구조적·화학적 특성을 정밀하게 제어하고, 이를 나노소재 및 인공지능 기반 설계와 융합함으로써, 기존 한계를 뛰어넘는 혁신적 소자 개발을 실현하고 있습니다. 이러한 연구는 에너지 효율, 환경 지속가능성, 인간-기계 인터페이스 등 미래 사회가 요구하는 핵심 기술의 발전에 크게 기여하고 있습니다.
차세대 광전자 및 에너지 소자: 페로브스카이트 태양전지, 센서, 이차전지
JEON LAB은 페로브스카이트 태양전지, 차세대 이차전지, 고성능 센서 등 다양한 에너지 및 광전자 소자 개발에서 세계적인 연구 성과를 내고 있습니다. 특히, 금속 전극을 사용하지 않는 투명·유연 페로브스카이트 태양전지, 비납계(친환경) 주석 기반 페로브스카이트 소자, CNT 기반 투명전극 등은 JEON LAB의 독보적인 기술력의 산물입니다. 이러한 소자들은 세계 신기록 효율 및 내구성을 달성하며, 실제 산업화 및 상용화 가능성을 입증하고 있습니다. 또한, 다양한 금속 이온 기반 이차전지(Li, Mg, Na, Zn 등), 고감도 광센서, 가스·바이오 센서, 뉴로모픽 멤리스터 등 첨단 소자 개발에도 앞장서고 있습니다. 소재 설계부터 합성, 소자 제작, 성능 평가, 시뮬레이션 및 AI 기반 최적화까지 전주기적 연구를 수행하며, 소재-소자-시스템 통합 혁신을 실현하고 있습니다. 특히, 인공지능 및 머신러닝을 활용한 소재 및 소자 설계·최적화 연구는 JEON LAB의 또 다른 강점입니다. AI 기반 데이터 분석과 시뮬레이션을 통해 신소재 발굴, 소자 구조 설계, 공정 조건 최적화 등에서 혁신적 성과를 창출하고 있으며, 이는 차세대 에너지 및 정보기술 분야의 패러다임 변화를 주도하고 있습니다.
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Upcycled synthesis and extraction of carbon-encapsulated iron carbide nanoparticles for gap Plasmon applications in perovskite solar cells
EcoMat, 1970
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High-quality quality large-scale nickel-rich layered oxides precursor co-precipitation via domain adaptation-based machine learning
전일, 전일
INFOMAT, 202505
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Ecofriendly Sunlight?Mediated Nontoxic Bimetallic Nanoparticles Synthesis Reusable
김동환, 김시혁, 전일, 전일
ADVANCED SCIENCE, 202505
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[통합EZ]고품질 저차원 (1차원 & 2차원) 전이금속 합성과 상용화 가능 전사기술 개발 및 인공지능 활용 지능형 반도체 소자응용을 통한 한계돌파
과학기술정보통신부 한국연구재단[통합EZBARO_A002]
2024년 ~ 2024년 06월
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[통합EZ]인간참여형 인공지능 기반 자율주행차 적용 운전자 모니터링 시스템 개발
과학기술정보통신부 한국연구재단[통합EZBARO_A002]
2024년 ~ 2024년 12월
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양자스핀제어 기반 신속현장 진단 기술 개발
과학기술정보통신부 정보통신기획평가원[통합EZBARO_A002]
2024년 ~ 2024년 12월