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Nanoscale additive manufacturing (3D printing) for electronics, photonics, and quantum science
We aim to advance 3D printing technology into a real-manufacturing platform for next-generation electronic, photonic, and quantum integrated circuits (ICs). Although 3D printing has the potential to offer “More than Moore” routes for improving the integration density and circuit design freedom, the fundamental and technological challenges associated with coarse precision, limited material selection, and low throughput remain unresolved. Our research team focuses on the development of new paradigm 3D printing methods that enable (i) nanoscale precision, (ii) wide material selection, and (iii) parallel production.
전자, 광, 양자 시스템 나노스케일 적층제조/생산 연구
저희 연구단은 초정밀 적층제조기술 (3차원 프린팅) 을 개발하여 이제까지 구현하기 어려웠던 정보소자, 에너지 소자 생산에 응용하는 것을 목표로 하고 있습니다. 지속가능, 친환경, 지능형 생산경로를 제공하는 3차원 프린팅은 4차산업혁 명의 핵심기술로 학계와 산업에서 큰 관심을 받고 있습니다. 최근 팬데믹과 유동적 국제정세로 인한 글로벌 공급망 위기는 각 국가로 하여금 자국의 이익을 극대화하기 위한 반도체를 비롯한 전반 적 제조 산업에서의 공급망 재편을 요구하고 있으며, 효과적인 전략 중 하나로 적층제조기술 개 발 및 활용이 부상하고 있습니다 (예: 美 바이든 정부의 AM Forward). 그러나 생산 공정으로의 실제 응용은 기술적 한계로 인해 어려움을 겪고 있습니다. 핵심 난제는 (i) 소재의 다양성/기능성 부족, (ii) 낮은 정밀도, (iii) 느린 생산속도에 기인합니다. 이러한 기술적 한계는 특히 전자/광/양자소자 생산 으로의 적용에 있어 큰 제약으로 작용하고 있습니다. 저희 연구단은 언급된 기술적 난제를 해결하기 위한 전략으로 나노 액적 기반 3차원 프린팅 기술을 개발하고, 이에 대한 기초/응용 연구를 수행하고 있습니다. 본 기술을 통해 미개척 영역으로 남아있었던, 유/무기 반도체 소재의 나노스케일 정밀도 3차원 프린팅을 성공적으로 실현하고 있습니다. 이를 바탕으로 하여, 정보 소자 및 부품의 지속가능, 친환경, 지능형 제조경로를 확보하는 것이 향후 연구 목표입니다.
2024년 4월부터 로봇 암(robot arm)에 회로를 집적할 수 있는 3차원 프린팅을 개발하여 정부 과제 [인간-로봇 실시간 상호작용 가능 휴머노이드 골격 맞춤형 3D인쇄회로기판 소재 및 공정 기술 개발] 를 수행하고 있습니다.
2025년 3월 저희 연구실 수행 과제 [고성능 페로브스카이트 양자점 마이크로 발광 다이오드 생산을 위한 리간드-제어 나노프린팅] 한국연구재단 우수신진연구에 선정 되었습니다.
Nankai University의 Mingjian Yuan 교수팀이 리드하여 수행한 Perovskite Quantum Dot 공동 연구가 Nature지에 2025년 2월 19일 자로 게재되었습니다.
자유로운 분위기에서 연구하고 싶은 대학원생, 학부생 인턴을 찾고 있습니다. 전공에 제약은 없으며 기계, 재료, 전자 등 다양한 전공을 가진 팀을 꾸릴 계획입니다. 2025년 하반기, 2026년 상반기 함께 할 학생들(석사, 박사, 학부생 인턴)을 모집합니다. 관심 있으신 학생들은 주저하지 마시고 jitae.kim@kaist.ac.kr 문의 바랍니다.
We are currently looking for highly motivated candidates for master, PhD, and undergraduate intern positions of the Department of Mechanical Engineering at KAIST. If you are interested, please send your CV to jitae.kim@kaist.ac.kr
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