Research
Nano Bio Hybrid Materials-
& Synthetic Biological Materials Laboratory
Research
From Bio-inspired Self-Assembly to Multifunctional Tandem Modules
Bio–Nano Convergence for Multifunctional Tandem Systems
자연계의 생체 조직은 하나의 구조 안에서 감지 (Sensing), 에너지 변환 (Energy Conversion), 정보 처리 (Information Processing), 자가 치유 (Self-healing) 등 다양한 기능을 동시에 수행합니다.
우리 연구실은 이러한 자연계의 원리를 모방하여, 바이오소재와 나노소재, 바이오공정과 반도체 공정을 융합함으로써 기존의 단일 기능 소자를 넘어서는 "차세대 다기능 융복합 시스템 (Multifunctional Tandem Module)"을 구현하는 것을 궁극적인 목표로 합니다.
이를 위해 새로운 자기조립 (Self-Assembly) 기술과 선택적 패터닝 (Area-Selective Patterning), 적층공정 (Monolithic Layer-by-layer Integration) 등을 개발하고 있으며, 유기·무기·유무기 복합소재를 자유롭게 집적할 수 있는 차세대 제조 플랫폼을 구축하고 있습니다.
1. 유무기 반도체 공정 및 다기능 반도체 소자
(유무기 반도체 패터닝 및 적층 공정, 이종접합 및 적층형 반도체 소자, 다기능성 반도체 응용 소자 등)
차세대 유기·무기·유무기 복합소재를 이용한 자기조립 패터닝 및 적층 공정을 개발하고 있습니다.
특히,
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Molecular Inhibitor 개발 및 이를 이용한 위치선택적 박막 증착(Area-selective Deposition)
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Molecular activator 개발 및 이를 활용한 적층 공정, Monolithic 3D integration, Multifunctional tandem architecture 등
새로운 반도체 제조기술을 연구하고 있습니다.
이를 기반으로 Photodetector, Solar Cell, Optical Logic Device, Intelligent Optoelectronic Device등 차세대 광전자 소자를 개발하고 있습니다.
2. 바이오소재 기반 센서 및 에너지 소자
(생체분자 자기조립 구조, 바이오소재 기반 마찰전기 및 압전소자, 생체 적합형 센서 및 에너지 발전소자, 생체조직재생 연구 등)
바이러스, 단백질, 펩타이드, 탄수화물, 바이오폴리머 등 다양한 생체분자의 자기조립 현상을 이용하여 자연계의 계층적 (Hierarchical) 구조를 구현하고 있습니다.
액상 및 기상 자기조립 기술을 모두 활용하여 새로운 바이오 구조체를 제작하며,이를 기반으로 Structural Color Sensor, Chemical Sensor, Triboelectric Energy Harvester, Piezoelectric Sensor, Tissue Regeneration Platform 등 다양한 바이오 응용 연구를 수행하고 있습니다.
또한, ALD, Sputtering, Thermal Evaporation, iCVD 등 첨단 반도체 제조 공정을 바이오소재에 접목하여, 새로운 Bio-patterning, Bio-layer Integration, Hybrid Biofabrication기술을 개발하고 있습니다.
궁극적으로 우리 연구실은반도체 제조기술과 바이오 자기조립 기술을 하나의 플랫폼으로 통합하여, 생체 조직처럼 하나의 구조 안에서 감지(Sensing), 에너지 생성(Energy Harvesting), 정보 처리(Information Processing), 광학 기능(Optical Function), 조직 재생(Tissue Regeneration)을 동시에 수행할 수 있는 Multifunctional Integrated Tandem Module이라는 새로운 연구 분야를 개척하고자 합니다.
이는 기존의 단일 기능 소자를 넘어, 미래형 바이오전자 (Bioelectronics), 인공지능 센서 (AI Sensors), 광컴퓨팅 (Optical Computing), 차세대 바이오반도체 (Bio-semiconductor Systems)를 구현하기 위한 핵심 플랫폼이 될 것입니다.