세라믹 복합소재는 고온, 고내식성, 고강도 등 우수한 물리적·화학적 특성을 지녀 항공우주, 발전, 방위산업 등 다양한 첨단 산업 분야에서 핵심 소재로 주목받고 있습니다. 본 연구실에서는 특히 히터용 고품위 SiC(실리콘 카바이드) 섬유의 합성 공정기술 개발에 주력하고 있습니다. SiC 섬유는 우수한 열적 안정성과 기계적 강도를 바탕으로, 고온 환경에서의 내구성과 신뢰성이 요구되는 부품에 필수적으로 적용되고 있습니다. 연구실에서는 폴리카보실란(PCS) 기반의 SiC 섬유 합성, 기계화학적 아이오딘 불융화 공정, 열분해 조건 최적화 등 다양한 공정기술을 개발하고 있습니다. 이를 통해 마이크로파 발열체로서의 SiC 소재의 발열 특성, 미세구조 제어, 장시간 온도 안정성 등 핵심 성능을 극대화하고 있습니다. 또한, SiC 섬유/CMC(세라믹 매트릭스 복합체) 구조의 제조 및 응용에 관한 연구도 병행하여, 차세대 고효율 발열체 및 내열 부품 개발에 기여하고 있습니다. 이러한 연구는 소재의 합성부터 구조 제어, 응용까지 전주기적 접근을 통해 고품질 세라믹 복합소재의 상용화 가능성을 높이고 있습니다. 특히, 산업 현장에서 요구되는 대면적, 고균일성, 저비용 공정 개발에 집중함으로써, 국내외 세라믹 소재 산업의 경쟁력 강화와 기술 자립에 중요한 역할을 하고 있습니다.

본 연구실은 박막 태양전지용 신소재 개발 및 광전변환소재의 합성, 구조 제어, 소자화에 대한 선도적 연구를 수행하고 있습니다. 특히, Cu2ZnSn(S,Se)4(CZTSSe) 및 Sb2Se3, 페로브스카이트 등 차세대 태양전지용 박막 소재의 계면 특성 제어, 결정립 크기 조절, 2차원/3차원 나노구조체 합성 등 다양한 주제를 다루고 있습니다. 이를 통해 고효율, 고신뢰성, 유연기판 적용이 가능한 박막 태양전지의 실현을 목표로 하고 있습니다. CZTSSe 박막의 경우, 금속 전구체의 적층 순서, 합성 공정 조건, 알루미나(Al2O3) 패터닝 등 다양한 공정 변수에 따른 결정립 성장, 계면 결함 억제, 2차 상 형성 메커니즘 등을 체계적으로 분석하고 있습니다. 또한, 나트륨 도핑, 밴드갭 그레이딩, 유연기판 적용 등 실용화 기술 개발에도 집중하고 있습니다. 페로브스카이트 및 Sb2Se3 소재 연구에서는 밴드갭 조절, 나노구조 제어, 광전변환 효율 향상 등 광전소재의 근본적 한계 극복을 위한 혁신적 접근을 시도하고 있습니다. 이러한 연구는 세계 최고 수준의 박막 태양전지 효율 달성, 대면적·유연 소자 제작, 신뢰성 향상 등 실질적 성과로 이어지고 있습니다. 또한, 관련 특허 출원 및 기술이전, 산학협력 프로젝트를 통해 국내 신재생에너지 산업 발전에 크게 기여하고 있습니다.

DED(Direct Energy Deposition) 장비를 활용한 금속적층 및 보수 기술, 그리고 WC-Fe 복합재료 기반의 반도체용 부품 초경 코팅기술 개발도 연구실의 주요 연구 분야 중 하나입니다. 금속적층 제조는 3D 프린팅 기반의 적층 제조 기술로, 복잡한 형상의 금속 부품을 신속하게 제작하거나 손상된 부품을 정밀하게 보수할 수 있는 첨단 공정입니다. 본 연구실은 금속적층제조장비 센터를 운영하며, 다양한 금속 및 복합재료의 적층, 미세구조 제어, 기계적 특성 향상에 관한 연구를 수행하고 있습니다. 특히, WC-Fe 복합재료를 활용한 반도체 부품의 초경 코팅기술은 기존 도금공정의 한계를 극복하고, 내마모성·내식성이 우수한 두꺼운 코팅층을 구현하는 데 중점을 두고 있습니다. 니켈 중간층 삽입, 분말야금 공정, 저온 소결 등 혁신적 공정기술을 적용하여, 균열 및 박리 억제, 계면 접합력 향상, 공정비용 절감 등 실용적 성과를 도출하고 있습니다. 이러한 금속적층 및 복합재료 코팅 기술은 반도체, 항공, 에너지, 자동차 등 다양한 산업 분야에서 핵심 부품의 내구성 및 성능 향상에 기여하고 있습니다. 또한, 관련 특허 및 기술이전, 산학협력 과제를 통해 지역 산업 혁신과 국가 소재산업 경쟁력 강화에 중요한 역할을 하고 있습니다.