Research

The Sun and ambient objects emit thermal radiation in the visible–near infrared and mid-infrared ranges, respectively. By employing nano- and micro-structures smaller than the thermal radiation wavelength, it becomes possible to precisely regulate both solar radiation and intrinsic thermal emission.
Our research focuses on developing active thermal radiation control technologies that allow users to dynamically tune solar input and thermal emission in response to changing environments and heating/cooling demands. Based on fundamental studies of light–structure interactions, we design nanostructures that enable wavelength- and direction-selective control. This technology contributes to reducing building and vehicle cooling/heating loads for carbon neutrality, and also enables active infrared stealth applications for defense technologies.

태양과 상온 물체는 각각 가시광–근적외선, 중적외선 영역에서 열 복사를 방출합니다. 이때, 열복사 파장보다 작은 나노/마이크로 구조체를 활용하면 태양 복사와 자체 열복사를 정밀하게 조절할 수 있습니다. 우리 연구실은 변화하는 환경과 냉난방 수요에 대응하여 사용자가 원하는 시점에 태양 복사의 유입과 자체 열복사 방출을 제어할 수 있는 능동 복사 제어 기술을 개발하고자 합니다. 특히, 빛과 구조 사이의 상호작용에 대한 원천 연구를 바탕으로 나노 구조를 설계하여 파장 및 방향 선택적인 제어를 실현합니다. 이를 통해 건물 및 차량의 냉난방 부하를 줄여 탄소중립에 기여하고, 더 나아가 능동 적외선 스텔스 기술을 개발하여 국방 분야에도 응용하고자 합니다.

Radiation-based energy conversion devices, such as thermophotovoltaics (TPVs) that convert radiative energy into electricity, and thermoradiative (TR) devices that generate power while emitting radiation, represent promising energy solutions.

We aim to enhance the performance of these devices by leveraging near-field radiative heat transfer across nanoscale gaps and polariton phenomena within nanostructured multilayers and nanopatterns. These approaches can be applied to low-temperature waste heat recovery, space power systems, and solid-state power generation technologies. 

복사 에너지를 전기로 변환하는 열광전지(thermophotovoltaics), 열 복사를 방출하며 전기를 생산하는 열 방사 발전기(thermoradiative device) 등은 차세대 에너지 변환 기술로 주목받고 있습니다.  우리 연구실은 이러한 장치의 성능을 극대화하기 위해 나노갭에서 발생하는 근접장 복사 열전달 현상과 나노 적층/나노 패턴 구조 내의 표면 폴라리톤 현상을 활용합니다. 이를 통해 저온 폐열 회수, 우주 전력 시스템, 고상형 발전 기술 등 다양한 응용 분야에서 새로운 에너지 솔루션을 제시하고자 합니다.

Our laboratory explores novel thermal management technologies by controlling thermal radiation and conduction through light–matter interactions. By leveraging wavelength-dependent material properties, scattering, resonance, interference, and polariton phenomena, we enhance solar absorption and radiative cooling, extending these concepts to thermal management in solar panels and space communication systems. Building upon radiative control, we also investigate emerging solid-state thermal management concepts, including thermal rectification, thermal switching, and surface-wave-enhanced conduction. These efforts aim to establish innovative thermal management systems for miniaturized devices and extreme environments, such as outer space, where conventional working fluids cannot be applied. 

우리 연구실은 빛–물질 상호작용을 기반으로 열복사와 열전도를 제어하여 새로운 열 관리 기술을 창출하는 연구를 수행합니다. 파장별 물성, 산란, 공진, 간섭, 폴라리톤 현상을 활용하여 태양열 흡수와 복사 냉각 성능을 향상시키고, 이를 태양광 패널이나 우주 통신체의 열관리로 확장합니다. 또한, 열복사 제어와 연계된 고상 열관리 개념을 발전시켜, 열 정류자와 열 스위칭, 그리고 표면파를 이용한 열전도 증강과 같은 새로운 방법론을 탐구합니다. 이러한 연구는 작동 유체가 제한적인 소형 기기나 우주 환경에서의 혁신적인 열관리 시스템 개발로 이어질 것입니다. 

Our laboratory aims to develop high-resolution, non-contact thermal imaging techniques based on thermal radiation. Conventional thermal imaging suffers from intrinsic resolution limits due to its long wavelengths. To overcome this challenge, we integrate thermoreflection–based methods that translate temperature information into the visible spectrum, simultaneous thermal–visual imaging, novel devices utilizing two-dimensional materials, and image distortion correction techniques. Through this approach, we strive to realize multi-spectral nano/micro-scale thermal imaging technologies, enabling advanced diagnostic and characterization tools for applications in microelectronics, displays, and semiconductors. 

우리 연구실은 열 복사를 활용한 고해상도 비접촉 온도 측정 기술을 개발하고자 합니다. 기존 열화상 기법은 파장이 길어 해상도에 근본적인 한계가 존재하지만, 이를 극복하기 위해 가시광 영역으로 온도 정보를 변환하는 열반사 기반 기술, 열화상과 실화상의 동시 측정 기법, 2차원 물질을 활용한 신개념 소자, 그리고 영상 왜곡 보정 기술을 융합합니다. 이러한 접근을 통해 나노/마이크로 스케일에서 동작 가능한 다중 스펙트럼 열 이미징 기술을 구현하고, 미세 전자소자, 디스플레이, 반도체 등 다양한 분야에서 활용할 수 있는 새로운 진단 및 계측 도구를 제시하고자 합니다.