ASMDL
화공생명공학과 이한솔
ASMDL(Advanced Semiconductor Materials and Devices Laboratory)은 가천대학교 화공생명배터리공학부 소속으로, 차세대 반도체 소재와 소자를 기반으로 한 에너지 및 전자 디바이스 연구에 특화된 연구실입니다. 본 연구실은 트랜지스터, 광검출기, 열전소자, 태양전지 등 다양한 응용 분야에서 사용할 수 있는 혁신적인 반도체 소재의 개발과 소자 구현을 목표로 하고 있습니다.
연구실의 주요 연구 분야는 새로운 반도체 소재의 분자 구조 설계, 도핑 및 나노구조 제어, 박막의 성장 및 특성 분석 등입니다. 특히 유기 반도체, 공액고분자, 페로브스카이트 등 다양한 신소재를 활용하여 소자의 전기적, 광학적 특성을 극대화하고, 실용화에 필요한 환경 및 동작 안정성 향상 기술도 함께 개발하고 있습니다. 이를 위해 소재 합성, 박막 제조, 소자 제작, 물성 분석 등 전주기적 연구를 수행하고 있습니다.
또한, 반도체 박막의 나노 및 마이크로 구조가 소자의 성능과 안정성에 미치는 영향에 대한 근본적인 연구도 활발히 이루어지고 있습니다. 박막의 결정성, 계면 특성, 나노모폴로지 등이 전하 이동, 트랩 현상, 광전변환 효율 등에 미치는 영향을 다양한 분석기법과 이론적 모델링을 통해 규명하고 있습니다. 이러한 연구는 고성능, 고신뢰성 소자 개발에 필수적인 기반 기술을 제공합니다.
ASMDL은 국내외 유수의 학술지에 다수의 논문을 게재하며, 반도체 소재 및 소자 분야에서 학문적·기술적 리더십을 확보하고 있습니다. 또한, 산업체와의 협력 및 산학연 공동연구를 통해 실제 응용이 가능한 기술 개발에도 힘쓰고 있습니다. 연구실 구성원들은 창의적이고 도전적인 연구 환경에서 첨단 반도체 기술의 미래를 개척하고 있습니다.
앞으로도 ASMDL은 소재-소자-응용의 융합 연구를 통해 차세대 전자 및 에너지 소자의 혁신을 선도하고, 지속가능한 미래 사회 구현에 기여할 것입니다.
Thermoelectric Materials
Lithium-Ion Batteries
Conjugated Polymers
차세대 반도체 소재 및 소자 개발
ASMDL 연구실은 전자 및 에너지 변환 응용을 위한 혁신적인 반도체 소재와 소자 개발에 중점을 두고 있습니다. 특히 트랜지스터, 광검출기, 열전소자, 태양전지 등 다양한 응용 분야에서 사용할 수 있는 새로운 반도체 소재의 합성과 특성 분석을 활발히 진행하고 있습니다. 이러한 연구는 기존의 실리콘 기반 반도체를 넘어 유기 및 무기 하이브리드 소재, 공액고분자, 페로브스카이트 등 다양한 신소재를 탐구함으로써 차세대 전자소자의 성능 한계를 극복하는 데 기여하고 있습니다.
연구실에서는 소재의 분자 구조 설계, 도핑 기술, 나노 및 마이크로 구조 제어 등 다양한 화학적·물리적 접근법을 통해 소자의 전기적, 광학적 특성을 극대화하고 있습니다. 예를 들어, 고이동도 공액 분자의 개발, 고감도·고대역폭 유기 광검출기, 고효율 태양전지용 도너 및 억셉터 소재, 열전소자용 고성능 도핑 공정 등이 대표적인 연구 주제입니다. 또한, 소자 제작 과정에서 발생할 수 있는 계면 문제, 환경 및 동작 안정성 향상 등 실용화를 위한 다양한 기술적 난제도 함께 해결하고 있습니다.
이러한 연구는 에너지 효율이 높은 전자소자, 차세대 웨어러블 디바이스, 스마트 센서, 친환경 에너지 변환 시스템 등 다양한 산업 분야에 적용될 수 있습니다. 앞으로도 ASMDL은 소재-소자-응용의 전주기적 연구를 통해 반도체 기술의 혁신을 선도하고, 지속가능한 미래 사회 구현에 기여할 것입니다.
반도체 박막의 구조-물성 상관관계 및 소자 물리 연구
ASMDL 연구실은 반도체 박막의 나노 및 마이크로 구조가 광학적·전기적 물성에 미치는 영향을 심도 있게 연구하고 있습니다. 박막의 결정성, 계면 구조, 나노모폴로지 등 미세구조가 소자의 성능과 안정성에 결정적인 역할을 한다는 점에 착안하여, 다양한 분석기법과 이론적 모델링을 통해 구조-물성-성능의 상관관계를 규명하고 있습니다.
특히, 유기 및 무기 반도체 박막의 광흡수, 전하 이동, 트랩 현상, 계면 전하 이동 메커니즘 등 근본적인 물리 현상에 대한 이해를 바탕으로, 소자의 동작 원리와 한계 요인을 체계적으로 분석합니다. 예를 들어, 필드-이펙트 트랜지스터의 바이어스 스트레스 안정성, 유기 광검출기의 고이득 특성, 태양전지의 광전변환 과정, 열전소자의 분자구조 설계와 도핑 효과 등이 주요 연구 주제입니다. 또한, 박막의 나노구조 제어를 통해 소자의 환경 및 동작 안정성을 향상시키는 기술도 개발하고 있습니다.
이러한 연구는 반도체 소재의 근본적 이해를 바탕으로 고성능, 고신뢰성 소자 개발에 필수적입니다. ASMDL은 실험과 이론을 융합한 다학제적 접근을 통해, 미래 전자 및 에너지 소자의 혁신을 이끌어가고 있습니다.
1
ChemSusChem
ChemSusChem, 2016
2
J. Mater. Chem. C
J. Mater. Chem. C, 2016
3
ACS Energy Lett.
ACS Energy Lett., 2019