Research at ELIMEL
Research Topic 1 : Quantum Dots Optoelectronics
양자점 고해상도 패터닝 연구
양자점은 입자 크기에 따라 다양한 색의 방출이 가능한 반도체 결정으로, 자연의 색을 가장 가깝게 구현할 수 있고, 발광 효율 및 안정성도 높아 디스플레이용 발광소재로 주목받고 있습니다. 양자점의 우수한 발광특성을 디스플레이에 오롯이 담아내기 위해서는 양자점을 수 마이크로미터 크기의 미세 화소로 패터닝해야 합니다. 저희 연구실에서는 다양한 가교/패터닝 공정 기술을 개발하여 고해상도로 패턴된 양자점 발광 다이오드 및 컬러필터/전환층을 형성하는 연구를 진행하고 있습니다. 해당 기술들을 통해 TV, 핸드폰뿐만 아니라 VR, AR 등의 차세대 양자점 디스플레이 구현에 기여하고자 합니다.
Nat. Commun. 2020 (link) Adv. Mater. 2022 (link) Nat. Nanotech. 2022 (link) Adv. Mater. 2023 (link)
양자점 집합체 박막의 전도 이동현상 연구
콜로이드상 형태로 합성이 가능한 양자점은 용액공정을 거쳐 박막 형태로 디스플레이 장치 뿐만이 아니라, 태양전지 트랜지스터 등의 전자/광전자소자에 응용될 수 있습니다. 이때, 양자점 박막의 전기적 특성은 소자의 성능을 결정하는 가장 중요한 물리적 성질 중 하나로, 우수한 특성 확보를 위해서는 양자점 박막을 통한 전하 이동현상에 대한 이해가 필요합니다. 저희 연구실에서는 양자점의 구조 및 배열, 나아가 도핑을 제어함으로써 우수한 반도체적 특성을 갖는 양자점 박막 개발에 대한 연구를 진행하고 있습니다.
Research Topic 2 : OLEDs & Organic OptoElectronics
발광성 고분자 반도체 패터닝 및 OLED 연구
유기 반도체(단분자형, 고분자형)는 OLED 의 핵심소재입니다. 보다 높은 해상도를 갖는 OLED 디스플레이 개발을 위해서는 보다 미세한 픽셀을 안정적으로 공정하는 패터닝 공정 기술이 필수적입니다. 저희 연구실에서는 단분자형 유기발광체와 발광성 고분자 반도체, 그 외 OLED에 들어가는 각종 유기반도체를 패터닝하는 방법론을 개발하고, 패턴된 유기 반도체의 광학적/전기적 특성을 분석하며, 최종적으로 이를 이용한 초고해상도 OLED 디스플레이 구현을 위한 연구를 진행하고 있습니다.
Adv. Mater. 2019 (link), Nature Commun. 2020 (link), Adv. Opt. Mater. 2022 (link)
Research Topic 3 : IonoElectronics
전기화학발광 및 전기화학분석장치 개발
전기화학발광(electrogenerated chemiluminescence 혹은 electrochemiluminescence)은 전자교환이 진행되는 산화 및 환원에 기초한 발광현상입니다. 전기화학 발광현상을 활용하면, 기존의 전자소자들이 나타낼 수 없던 전혀 새로운 형태의 발광소자를 구현할 수 있습니다. 본 연구실에서는 이를 이용한 형태가변형 발광소자에 대한 연구를 진행하고 있습니다.
그밖에도 전기화학의 기초원리를 도입하여 2차전지를 비롯한 각종 전기화학셀의 성능평가를 진행할 수 있는 새로운 개념의 분석장치를 개발중입니다.
ACS Photon. 2018 (link), Adv. Funct. Mater. 2020 (link), Adv. Mater. 2021 (link)
이온성 젤 전해질 기반 전자소자
이온 전달현상에 기초한 젤 전해질은 용액공정 가능성, 재료의 유연성, 우수한 전기화학적 특성 등을 바탕으로 웨어러블 소자 및 에너지 소자에 적용가능합니다. 특히나 게이트 절연체를 전해질로 대체한 트랜지스터 플랫폼은 바이오센서, 신경모사회로, 메모리 등 차세대 전자소자 분야에 활용 될것으로 기대됩니다. 저희 연구실에서는 젤 전해질의 공정과 응용에 대한 연구를 진행하고 있습니다. 최근에는 이를 활용하여 THz 파의 광학적 특성을 임의로 제어할 수 있는 새로운 형태의 메타물질 설계를 성공한바 있습니다.
Adv. Mater. 2018 (link), ACS Appl. Mater. Interfaces 2021 (link)
Funding Sources
진행중 과제
2024.3 - 2027.2 삼성디스플레이 (서강대-SDC 연구센터) - 책임
2024.3 - 2024.12 삼성전자(생산기술연구소) - 책임
2023.9 - 2026.9 (전기화학발광) Air Force Office of Scientific Research (미국공군연구소) - 책임
2022.3 - 2025.2 삼성전자 (반도체연구지원사업) - 책임
2021.1 - 2025.12 (양자점) 한국연구재단 (나노 및 소재기술개발사업(국가핵심소재연구단_플렛폼형)) -참여
2021.3 - 2026.2 (양자점) 한국연구재단 (중견연구) - 책임
2020.9 - 2027.8 한국연구재단 (4단계 BK21-교육연구팀) - 참여
2019.7 - 2025.6 (양자점) 한국연구재단 (미래소재디스커버리사업) - 참여
종료 과제
2023.3 - 2024.2 삼성디스플레이 (서강대-SDC 연구센터) - 책임(종료)
2021.1 - 2023.12 초고해상도 OLED 마이크로디스플레이를 위한 포토리소그래피 맞춤형 고내구성 RGB 유기발광체 네트워크 소재 및 공정 개발 - 한국연구재단 (나노 및 소재기술개발사업(국가핵심소재연구단_특화형)) - 참여(종료)
2020.7 - 2023.12 리간드 가교 가능한 패터닝 공정용 양자점 잉크소재 개발 한국연구재단 (소재융합혁신기술사업) - 책임(종료)
2023.3. - 2023.11 삼성전자(생산기술연구소) - 책임(종료)
2020.9 - 2023.9 Stoichiometric Doping of Copper Sulfide Nanocrystals with Tunable Electronic Properties - Air Force Office of Scientific Research (미국공군연구소) - Co PI (종료)
2020.3 - 2023.2 삼성디스플레이 (서강대-SDC 연구센터) - 책임(종료)
2019.6 - 2022.5 전용액 공정 전자소자 제작용 Universal 3D Gelator 개발 - 삼성전자 미래기술 육성센터 (소재기술사업) - 참여(종료)
2020.1 - 2020.12 메탄 전환용 광/전기화학반응 촉매 기술 개발 - 한국연구재단 (C1 가스 리파이너리 사업단) - 참여(종료)
2018.8 - 2020.8 On-Demand Stoichiometry Control of Copper Sulfide Nanocrystals with Omni-Tunable Semiconductor Properties - Air Force Office of Scientific Research (미국공군연구재단) - Co PI (종료)
2018-2019 한국연구재단 (신진연구-최초혁신실험실) - 책임(종료)
2017.3 - 2021.2 양자점 패터닝 공정 개발 및 수직형 발광트랜지스터 구조 도입을 통한 차세대 디스플레이 소자 연구 - 한국연구재단 (신진연구) - 책임(종료)
2018.1 - 2018.12 발광성 고분자 반도체 박막의 기계적 물성향상을 통한 형태가변형 발광소자 개발 - 한국연구재단 (기초연구 국제교류협력사업) - 책임(종료)
2016.6 - 2019.5 능동형 테라헤르츠 메타물질 원자의 분자화 제어 기술 - 삼성전자 미래기술 육성센터 (소재기술사업) - 참여(종료)
2015.6 - 2020.5 전기화학적 발광소자 기반 대면적 디스플레이 기술 개발 -한국산업기술평가관리원 (산업핵심기술개발사업) - 참여(종료)
2015.6 - 2018.5 초고해상도(<um) 탠덤형 광전자/에너지 플랫폼을 위한 'Orthogonal' 유기반도체 겔 변환 기술 - 삼성전자 미래기술 육성센터 (소재기술사업) - 참여(종료)
2015.4 - 2018.4 저비용, 저공정, 면조명용 전기화학발광 소자 개발 - LG화학 (신임교수과제) - 책임(종료)
2014.11 - 2017.4 전기화학기반 플렉시블 양자점 발광소자 개발 - 한국연구재단 (기본연구) - 책임(종료)
2012.5. - 2015.4 새로운 양극성 유무기 나노소재 개발 및 고성능 프린팅용 플렉시블 박막 트랜지스터에의 응용 - 한국연구재단 (신진연구-장비) - 책임(종료)