장민석 교수 연구실은 저차원 물질과 나노구조를 기반으로 한 첨단 나노광학 및 나노포토닉스 분야에서 세계적인 연구를 수행하고 있습니다. 본 연구실은 그래핀, 2차원 반데르발스 물질 등 혁신적인 소재를 활용하여, 기존 광소자의 한계를 뛰어넘는 초소형, 고효율, 능동형 광소자 개발에 집중하고 있습니다. 이러한 연구는 플라즈모닉스, 메타물질, 전자 광학 등 다양한 분야의 근본적 물리 현상 규명과 실용적 응용을 동시에 추구합니다. 특히, 본 연구실은 역설계(inverse design)와 인공지능, 딥러닝, 강화학습 등 첨단 계산기술을 접목하여, 기존의 경험적 설계 방식으로는 불가능했던 초고효율, 초소형, 다기능 나노광소자 설계를 실현하고 있습니다. CMOS 이미지 센서용 나노포토닉 컬러 라우터, 자유형태 메타표면, 빔 조향 메타렌즈 등 다양한 응용 분야에서 세계적 수준의 연구성과를 내고 있으며, 대규모 광소자 설계의 계산 효율성 향상을 위한 신경망 기반 전산 전자기학 시뮬레이터 개발에도 앞장서고 있습니다. 또한, 근접장 광학 현미경 등 첨단 측정기술을 활용하여, 나노스케일에서의 빛-물질 상호작용과 폴라리톤의 생성, 전파, 감쇠 현상을 정밀하게 규명하고 있습니다. 이를 통해 폴라리톤의 밴드구조, 손실 메커니즘, 비국소적 상호작용 등 근본적 물리 현상을 밝히고, 실질적인 소자 설계 및 응용에 반영하고 있습니다. 전기적, 광학적, 기계적 외부 자극을 통한 능동 제어 기술도 활발히 연구 중입니다. 본 연구실은 이론적 모델링, 나노패브리케이션, 정밀 측정, 실제 응용까지 전 과정을 아우르며, 국내외 유수의 학술지 논문, 특허, 산학협력 프로젝트를 통해 그 우수성을 입증받고 있습니다. 다양한 정부 및 산업체 과제 수행을 통해 실용화 연구도 활발히 진행 중이며, 차세대 정보통신, 이미징, 센싱, 에너지 변환 등 다양한 산업 분야에 직접적으로 기여하고 있습니다. 앞으로도 장민석 교수 연구실은 저차원 물질 기반 능동 나노광소자, 나노포토닉스 역설계, 근접장 폴라리톤 등 첨단 연구를 지속적으로 확장하여, 미래 광학 및 정보기술의 패러다임 변화를 선도할 것입니다. 이를 통해 국내외 학계 및 산업계와의 협력을 강화하고, 차세대 융합기술의 핵심 기반을 마련하는 데 기여할 계획입니다.