PEML 연구실은 유기 소재를 활용한 고성능 광센서 및 포토다이오드 개발에 집중하고 있습니다. 기존의 실리콘 기반 센서가 가지는 한계를 극복하기 위해, 유기 반도체와 고분자 소재를 이용한 다양한 파장 선택성, 투명성, 유연성을 갖춘 광센서 플랫폼을 연구하고 있습니다. 특히, SWIR(Short-Wave Infrared) 영역에서 선택적으로 동작하는 투명 광센서, 자율주행 등 첨단 응용 분야에 적합한 센서 개발에 주력하고 있습니다. 이러한 연구는 유기 반도체, 유기 기능성 분자, 산화물 소재 등 다양한 유기 및 무기 하이브리드 소재의 합성과 특성 분석을 기반으로 진행됩니다. 유기 소재의 분자 구조 설계, 합성, 박막화 및 소자화 기술을 바탕으로, 기존 실리콘 센서 대비 뛰어난 파장 선택성, 저전력, 고감도, 고선형동적범위(LDR) 등의 특성을 구현하고 있습니다. 또한, 컬러필터 없이도 R/G/B 선택적 이미징이 가능한 유기 이미지 센서, 웨어러블 및 플렉시블 전자기기 적용을 위한 초박막·유연 센서 등 다양한 응용 분야로 연구를 확장하고 있습니다. 연구실은 실제 산업 현장에서 요구되는 대면적 패터닝, 친환경 공정, 고내구성 및 신뢰성 확보 등 실용화 기술 개발에도 심혈을 기울이고 있습니다. 이를 통해 차세대 디스플레이, 바이오센서, 자율주행, 스마트폰 등 다양한 산업 분야에 적용 가능한 혁신적 광센서 및 포토다이오드 기술을 선도하고 있습니다.

PEML 연구실은 차세대 광전자 소자를 위한 합성 전자재료 개발에 중점을 두고 있습니다. 실리콘 기반 소자의 한계를 극복하고, 새로운 기능과 성능을 제공하는 포스트 실리콘(After-Si) 광전자 소자 구현을 목표로, 고분자 반도체, 유기 분자 스위치, 칼코게나이드 반도체 등 다양한 합성 전자재료를 연구합니다. 이러한 소재들은 이미지 센서, 집적회로, 수소/산소 발생 등 다양한 광전자 응용에 적용되고 있습니다. 연구실은 분자 구조 설계와 합성, 박막화, 소자 제작 및 특성 평가에 이르는 전 과정을 체계적으로 수행합니다. 특히, 분자 스위치가 내장된 유기 포토다이오드, 고감도·고선형동적범위 이미징 소자, 컬러필터 없는 이미지 센서, 고내구성·고신뢰성 소자 등 혁신적 소자 구조를 제안하고 있습니다. 또한, 유기-무기 하이브리드 소재를 활용한 새로운 소자 플랫폼, 저온 용액 공정, 친환경·대면적 제조 기술 등 실용화에 필수적인 공정 기술도 함께 개발하고 있습니다. 이러한 연구는 학계와 산업계에서 높은 관심을 받고 있으며, 세계적 수준의 논문 발표와 특허 출원, 산학협력 프로젝트로 이어지고 있습니다. PEML 연구실은 미래 정보통신, 디스플레이, 에너지, 바이오 등 다양한 분야에서 요구되는 차세대 광전자 소자 및 소재 기술의 혁신을 선도하고 있습니다.

PEML 연구실은 광촉매 기반 인공광합성 및 탄소중립 에너지 변환 기술 개발에도 적극적으로 참여하고 있습니다. 특히, 합성 유기 기능성 소재를 활용한 광촉매 CO2 환원, 수소 발생 등 청정 에너지 생산 및 탄소중립 실현을 위한 핵심 원천기술을 연구합니다. 인공광합성은 자연의 광합성 원리를 모방하여, 태양광을 이용해 이산화탄소를 유용한 화합물이나 연료로 전환하는 혁신적 기술입니다. 연구실에서는 고효율 광촉매 소재의 분자 설계, 합성, 구조-물성 상관관계 분석, 광반응 메커니즘 규명, 소자화 및 시스템 통합에 이르는 전주기적 연구를 수행합니다. 특히, 수소 발생 반응(HER), 산소 발생 반응(OER), CO2 환원 반응(CO2RR) 등 다양한 광촉매 반응에서 높은 효율과 선택성을 달성하기 위한 소재 개발에 주력하고 있습니다. 또한, 수용성 고분자 광촉매, 하이브리드 나노입자, 표면 개질 및 계면공학 등 첨단 소재·공정 기술을 적극 도입하고 있습니다. 이러한 연구는 재생에너지 확대, 탄소중립 사회 실현, 차세대 에너지 변환 시스템 구축 등 국가적·사회적 요구에 부응하는 핵심 원천기술로 평가받고 있습니다. PEML 연구실은 미래 에너지 패러다임 전환을 이끌어갈 혁신적 광촉매 및 인공광합성 기술 개발을 선도하고 있습니다.