재료공학부

본 연구실은 뉴글라스에 관심이 높았던 지난 93년, 과학적 지식으로 새로운 유리 재료 및 그 적용기술을 창조하는 “유리과학기술화”를 목표로 설립되었습니다. 그 동안 40여명의 석사 및 박사 학위자가 배출되었고, 주요 연구개발은 유리재료의 제조-구조-물성의 상관 및 이를 활용한 최적의 응용조건 확립 등이며, 주로 이론과 실험에 충실한 학술적 연구와 대학기술의 산업체 이전을 목표로 하는 응용연구가 병행되고 있습니다.

반도체 소자와 전자 디스플레이 관련 박막 제조 및 평가 연구로 출발했다. 클래드 금속, 금속 기판에 폴리머 코팅을 포함한 이종 소재에서 본딩력 평가 연구도 수행 중이다. 표면개질의 원리와 계면 공학에 기초한 다층층상 소재에 관한 연구로 반도체와 디스플레이 및 박막 코팅 산업 분야로 진출이 유망하다.

본 연구실에서는 PVD와 CVD를 이용한 박막재료의 제작 및 평가에 대해 연구하고 있습니다. 특히 기후변화에 대응하기위해 수처리 전극 및 환경재료로 사용되고 있는 고효율 대면적 B-doped diamond 박막의 합성 및 평가와 에너지 효율을 높이기 위한 변색재료(Chromism)박막, 에너지 하베스팅 분야에 활용되는 열전재료, 광촉매 박막 및 하이브리드구조를 활용한 고효율 면상발열체, 열선반사막 코팅등을 연구하고 있으며, 이외에도 디스플레이의 핵심소재인 투명산화물 반도체와 연료전지용 분리막 코팅등을 연구하고 있습니다.

최근 다기능성 부품 및 제품의 요구에 따라 각종 산업 전반에 걸쳐 적용되는 하이브리드 소재의 신뢰성에 관한 연구를 수행하는 연구실로 재료 설계와 제조단계부터 특성평가, 고장분석 및 수명예측 적용까지의 연구를 진행하고, feedback을 통한 재료의 특성 및 신뢰성 향상을 도모하고자 합니다.

본 연구실에서는 원자단위의 정밀제어가 가능한 원자층 증착법 (ALD; Atomic Layer Deposition) 과 Bottom-up/Top-down 하이브리드 나노공정을 이용한 스마트 기능성 나노소재와 나노구조체 설계 및 합성에 대한 연구 및 MEMS 공정을 통해 고성능 나노소자를 구현하기 위한 연구를 수행하고 있으며, ALD를 이용하여 인터페이스 소재의 인공적인 설계ㆍ합성을 통해 새로운 기능성을 구현하기 위한 연구도 진행하고 있습니다.

나노소재를 원자단위로 디자인/합성하는 기술을 바탕으로, 고성능 촉매 및 에너지 생산/저장 특성을 구현한 다음 유연한 전자소자 플랫폼에 적용을 통하여 최종적으로 웨어러블 에너지소자/헬스케어기기에 응용하기 위한 연구를 수행하고 있습니다.

In order to solve current energy crisis and environmental problems, we need to design materials with high stability, activity and selectivity for renewable energy. These applications include solar cell, fuel cell, secondary battery and biofuels, and aim to reach their ultimate efficiencies through material science.

산업의 고도화에 따른 제품의 고성능화, 고집적화 및 경량화를 만족시키기 위한 신소재 개발의 필요성이 대두되면서, 기존 구조소재의 물성한계를 뛰어넘는 첨단구조재료 개발연구의 중요성이 부각되고 있습니다. 본 연구실에서는 금속 상변태 및 미세구조 제어에 대한 이해를 바탕으로 신 합금 및 복합소재 설계와 기계적, 열적 특성 평가, 기계적 거동 분석에 대한 연구를 수행하고 있습니다.

소재를 층층히 쌓아 올려 제조하는 적층제조 및 3D 프린팅 기법은 레이저의 성능과 컴퓨터 활용 설계기법의 발달에 따라 빠르게 발전하고 있습니다. 본 연구실에서는 레이저를 통해 적층제조된 금속소재의 미세구조적 이해를 바탕으로 공정을 제어하여 원하는 물성을 얻을 수 있는 재료공정의 설계와 함께 미래에 적층제조로 응용될 형상기억합금 등 적층제조용 기능성 신소재의 설계에 관한 연구를 수행하고 있습니다.

양자 물질에서 일어나는 발현 현상을 이해하고 제어하는 능력은 미래 양자 기술의 선도에 있어 매우 중요합니다. 특히 전이 금속 산화물 박막에서 발현되는 고온초전도 현상에서부터 초거대 자기저항 및 다강성 효과 등 다양한 물성 연구들는 지난 반세기 동안 비약적인 발전이 있었습니다. 우리 연구실은 원자 단위 정확도의 에피 박막 형성 기술과 물성 측정 기술을 활용하여 산화물 기반 양자 물질을 구현하고, 발현 현상을 깊이 이해하고자 합니다. 더 나아가 그 현상을 제어하여 물질의 응용 가능성을 여는 연구를 수행할 것입니다. 에피박막 및 헤테로 구조 물질은 덩이(bulk) 상태와는 다르게 차원 제한(dimensional confinement), 대칭파괴(symmetry breaking), 그리고 구조변이 등이 가능해 덩이 물질에서는 잘 볼 수 없었던 물성을 탐구할 수 있는 좋은 플랫폼을 제공합니다.

나노스케일 재료들은 높은 표면적을 통해 향상된 물성뿐 아니라 양자 구속효과로 인해 벌크 소재와 다른 독특한 물리적 특성을 나타냅니다. 이러한 나노신소재의 특성을 극대화시키고 차세대 첨단소자에 적용시키기 위해서 기존 공정법과 차별화된 기술들을 활용해 초고해상도로 패터닝하는 기술이 필수적입니다. 특히, 개별적으로 양자 구속효과를 나타내는 나노입자를 단일 입자 단위로 정밀하게 위치제어 시키는 기술은 차세대 양자소자, 센서, 에너지소자 등 여러 분야에 새로운 폼팩터를 제공할 수 있습니다. 본 연구실은 자기조립 기반 초정밀 패터닝, 초고해상도 전사 프린팅 기법 등 첨단 공정들을 개발하고 활용해 기존에 다루기 어려웠던 나노, 아토믹 스케일 신소재를 적용시킨 소자를 제작하는 연구를 수행합니다.