NGON 연구실은 차세대 디스플레이와 광전자 소자를 위한 금속 할라이드 페로브스카이트(MHPs)와 콜로이드 양자점(QDs) 기반의 발광체 개발에 중점을 두고 있습니다. 금속 할라이드 페로브스카이트는 우수한 광양자 효율, 매우 좁은 발광 스펙트럼, 높은 전하 이동도, 저비용 공정성 등 다양한 장점을 지니고 있어 차세대 AR/VR 디스플레이 및 고색순도 디스플레이 구현에 필수적인 소재로 각광받고 있습니다. 하지만, 납(Pb) 독성, 낮은 안정성, 청색 LED의 효율 저하 등 상용화에 걸림돌이 되는 문제들이 존재합니다. 연구실은 표면화학 및 소자공학적 접근을 통해 이러한 문제를 극복하고자 하며, 궁극적으로는 '페로브스카이트 디스플레이'라는 새로운 패러다임을 제시하고자 합니다. 콜로이드 양자점은 II-VI(CdSe, ZnSe 등), III-V(InP, InAs, InSb 등) 반도체로 구성되어 있으며, 크기와 조성 제어를 통해 발광 파장 및 효율을 자유롭게 조절할 수 있습니다. 특히, 인듐 포스파이드(InP) 기반 양자점은 카드뮴 프리(Cd-free)로 환경 친화적이며, 상업적 디스플레이 및 조명 분야에서 주목받고 있습니다. 연구실은 양자점의 표면 및 계면 엔지니어링, 쉘 구조 최적화, 리간드 화학 제어 등을 통해 광안정성 및 소자 호환성을 극대화하고 있습니다. 이러한 발광체 연구는 고효율, 고안정성, 고색순도의 차세대 디스플레이 구현뿐만 아니라, 광통신, 이미징, 센싱 등 다양한 광전자 응용 분야로 확장되고 있습니다. NGON 연구실은 소재 합성부터 소자 구현, 그리고 상용화까지 전주기적 연구를 수행하며, 미래 디스플레이 및 광전자 산업의 혁신을 선도하고 있습니다.

NGON 연구실은 전통적인 폰노이만 구조의 한계를 극복하고, 초고속·저전력 이미지 데이터 처리 및 인공지능 응용을 위한 혁신적 광전자 소자 개발에 앞장서고 있습니다. 특히, 광 뉴로모픽(in-sensor computing) 소자는 빛과 전기 신호를 동시에 활용하여 소자 내에서 연산, 저장, 온칩 학습을 구현함으로써, 고정확도 이미지 추론과 실시간 데이터 처리가 가능합니다. 이러한 소자에는 콜로이드 양자점과 페로브스카이트 나노결정이 광감지층으로 활용되어, 우수한 광흡수 및 전하 이동 특성을 극대화합니다. 또한, 연구실은 광양자 컴퓨팅을 위한 단일 광자 방출체 및 관련 나노소재 개발에도 집중하고 있습니다. 기존 초전도 기반 양자컴퓨터가 극저온 환경 등 실용적 한계에 직면한 반면, 광 기반 양자컴퓨팅은 III-V 양자점과 페로브스카이트 나노결정의 특성을 활용하여 상온에서 동작 가능한 단일광자 방출체, 보손 샘플링, 얽힘 스와핑 등 다양한 양자 소자 응용을 실현하고 있습니다. 연구실은 소재 합성, 광특성 제어, 소자 집적화 등 다각도의 연구를 통해 차세대 양자정보처리 기술의 핵심을 마련하고 있습니다. 이러한 혁신적 광전자 소자 및 양자컴퓨팅 연구는 인공지능, 빅데이터, 스마트 헬스케어, 차세대 통신 등 다양한 미래 산업에 적용될 수 있으며, NGON 연구실은 소재-소자-시스템을 아우르는 융합적 접근으로 글로벌 경쟁력을 확보하고 있습니다.

NGON 연구실은 차세대 광전자 소자 개발을 위한 나노소재의 합성 및 표면/계면 엔지니어링 기술을 선도적으로 연구하고 있습니다. 연구실은 금속 할라이드 페로브스카이트, 콜로이드 양자점, 매직사이즈 클러스터 등 다양한 무기 나노소재를 새로운 합성법(예: 용융염 기반 콜로이드 합성, 표면 리간드 교환 등)을 통해 제작하며, 소재의 조성, 구조, 표면 리간드 제어를 통해 광/전기적 특성과 안정성을 극대화합니다. 특히, 표면 및 계면 결함이 광전자 소자의 효율과 수명에 미치는 영향을 정밀하게 분석하고, 결함 패시베이션, 계면 결함 엔지니어링, 쉘 구조 최적화 등 다양한 전략을 적용하여 고품질 발광층 및 소자 구현에 성공하고 있습니다. 또한, 환경 친화적 소재 개발을 위해 납 프리(lead-free) 페로브스카이트, 유로퓸 기반 나노결정 등 새로운 소재군을 적극적으로 탐색하고 있습니다. 이러한 나노소재 합성 및 표면/계면 엔지니어링 연구는 차세대 디스플레이, 광센서, 양자정보 소자 등 다양한 응용 분야에 핵심적인 역할을 하며, NGON 연구실은 소재의 근본적 이해와 혁신적 합성법 개발을 통해 글로벌 연구를 선도하고 있습니다.