장경욱 연구실
전기공학과 장경욱
장경욱 연구실은 전기전자재료 및 소자 분야에서 오랜 기간 축적된 연구 경험과 전문성을 바탕으로, 첨단 센서 및 유기 발광 소자(OLED) 기술 개발에 주력하고 있습니다. 연구실은 다중벽 탄소나노튜브(MWCNT)와 금속 산화물 복합체를 활용한 고감도 가스 센서 개발, 웨어러블 환경 센서 응용, 그리고 센서의 열적 특성 해석 등 다양한 연구를 수행하고 있습니다. 이러한 연구는 대기 오염 감지, 산업 안전, 환경 모니터링 등 실생활과 밀접한 분야에 적용될 수 있는 실용적 기술 개발로 이어지고 있습니다.
특히, MOS-FET 구조의 MWCNT 가스 센서, 나일론 실 기반 웨어러블 센서 등 혁신적인 센서 구조를 개발하고, 전극 간극, 온도, 전압 등 다양한 변수에 따른 센서의 감도 및 신뢰성 향상에 집중하고 있습니다. 유한요소법(FEM)과 같은 시뮬레이션 기법을 활용하여 센서 내부의 열 분포와 열유동을 정밀하게 분석함으로써, 센서의 수명과 성능을 극대화하는 설계 방안을 제시하고 있습니다.
연구실은 또한 유기 발광 소자(OLED) 및 관련 전기전자재료의 특성 연구에도 많은 노력을 기울이고 있습니다. OLED의 전극 구조, 내장 전압, 주파수 의존 특성, 열 분포 등 소자의 근본적인 물리적 특성을 심층적으로 분석하고, 광추출 효율을 높이기 위한 다양한 구조적 개선 방안을 연구합니다. ZnO, ITO, TiO2 등 다양한 산화물 박막의 합성 및 특성 평가를 통해 차세대 디스플레이, 에너지 소자, 센서 등 다양한 전자기기 분야에 적용 가능한 기반 기술을 개발하고 있습니다.
이외에도, 연구실은 반도체 장비용 온도/통신 모듈, 진공 인터럽터 센서, 에칭 장비용 수소가스 센서 등 산업 현장에서 요구되는 실용적 기술 개발 프로젝트를 수행하고 있습니다. 산학협력 및 다양한 연구 과제를 통해 실제 산업 현장에 적용 가능한 기술을 개발하고, 국내외 학술대회 및 저명 학술지에 다수의 연구 성과를 발표하고 있습니다.
장경욱 연구실은 전기전자재료, 센서, 소자 분야의 융합 연구를 통해 미래 산업을 선도할 수 있는 창의적이고 실용적인 연구를 지속적으로 추진하고 있습니다. 이러한 연구 활동은 차세대 전자기기, 환경 모니터링, 스마트 디바이스 등 다양한 분야에서 새로운 가치를 창출하는 데 기여하고 있습니다.
ZnO Varistors
Thermal Analysis
Gas Sensors
MWCNT 기반 가스 센서 개발 및 응용
본 연구실은 다중벽 탄소나노튜브(MWCNT)를 기반으로 한 가스 센서의 개발과 응용에 중점을 두고 있습니다. MWCNT는 우수한 전기적, 화학적 안정성과 더불어 소형화 및 대량생산이 가능하다는 장점을 가지고 있어 차세대 센서 소재로 각광받고 있습니다. 연구실에서는 MWCNT와 다양한 금속 산화물(예: ZnO) 복합체를 활용하여 NOx, 수소, 에탄올 등 다양한 가스의 검출 특성을 향상시키는 연구를 수행하고 있습니다. 이를 위해 화학 기상 증착법(CVD), 스프레이 코팅 등 다양한 박막 제작 기술을 적용하고, 센서의 구조적·전기적 특성을 분석합니다.
특히, MOS-FET 구조의 MWCNT 가스 센서 개발에 집중하여, 전극 간극, 게이트-소스 전압, 온도 변화 등 다양한 변수에 따른 센서의 감도 및 흡착 에너지 특성을 체계적으로 분석합니다. 또한, 웨어러블 환경 센서로의 응용을 위해 나일론 실 등 유연한 기판 위에 센서를 제작하고, 실제 환경에서의 실시간 감지 성능을 평가합니다. 이러한 연구는 대기 오염, 산업 안전, 환경 모니터링 등 다양한 분야에 적용될 수 있는 고성능 센서 기술의 기반을 마련합니다.
연구실은 센서의 열적 특성 해석에도 많은 노력을 기울이고 있습니다. 센서 내 열 확산, 열유동, 온도 변화에 따른 감도 변화를 유한요소법(FEM)과 같은 시뮬레이션 도구를 활용해 분석함으로써, 센서의 신뢰성과 수명을 향상시키는 설계 지침을 제시합니다. 이를 통해 실질적인 산업 현장 및 웨어러블 디바이스에 적용 가능한 차세대 가스 센서의 상용화 가능성을 높이고 있습니다.
유기 발광 소자(OLED) 및 전기전자재료의 특성 연구
연구실은 유기 발광 소자(OLED)와 관련된 전기전자재료의 특성 분석 및 소자 성능 향상 연구도 활발히 진행하고 있습니다. OLED는 차세대 디스플레이 및 조명 기술로 각광받고 있으며, 연구실에서는 다양한 전극 구조, 버퍼층, 박막 재료의 조합을 통해 소자의 효율, 내구성, 광추출 효율을 극대화하는 방법을 모색합니다. 특히, 전극의 대칭성, 내장 전압, 주파수 의존 특성 등 소자의 근본적인 물리적 특성을 실험 및 시뮬레이션을 통해 심층적으로 분석합니다.
연구실은 OLED의 열 분포 및 열적 안정성에 대한 연구도 수행합니다. 소자 내부의 열 분포는 수명과 밝기 유지에 중요한 영향을 미치므로, 유한요소법을 활용해 다양한 구조적 변수(예: 전극 크기, 층 두께, 재료 조성 등)에 따른 열 분포를 예측하고, 이를 바탕으로 최적의 소자 구조를 설계합니다. 또한, 랜덤 텍스처 필름(RTF) 등 광추출 구조를 도입하여 외부 양자 효율을 높이는 연구도 병행하고 있습니다.
이와 더불어, OLED용 투명 전극, 박막 트랜지스터, 태양전지 등 다양한 전기전자재료의 합성 및 특성 평가 연구도 진행합니다. ZnO, ITO, TiO2 등 다양한 산화물 박막의 전기적·광학적 특성을 분석하고, 실제 소자에 적용하여 성능을 검증합니다. 이러한 연구는 차세대 디스플레이, 에너지 소자, 센서 등 다양한 전자기기 분야에 실질적으로 기여할 수 있는 기반 기술을 제공합니다.
1
Frequency-dependent response of organic light-emitting diodes driven by DC and AC voltages
송민종, 김혜림, 조호근, 오정은, 서지동, 장경욱, 김태완
MOLECULAR CRYSTALS AND LIQUID CRYSTALS, 201611
2
Performance and Lifetime of Alq(3)-Based Organic Light-Emitting Diodes Under the Application of Alternating Voltages
김태완, 홍진웅, 한원근, 서지동, 권오태, 장경욱
SCIENCE OF ADVANCED MATERIALS, 201411
3
The Evaluation of Ca Doped GDC Electrolyte Thin Film for Solid Oxide Fuel Cells by Electron Beam Deposition
최형욱, 김우재, 장경욱
MOLECULAR CRYSTALS AND LIQUID CRYSTALS, 201210
1
반도체 외산 Chiller의 국산화를 위한 통신/온도 모듈 개발
2
진공인터럽터(Vacuum Interrupter) 진공도 상시 측정 Sensor 개발
3
MWCNT를 이용한 Etching 장비용 수소가스 센서 개발
