Research

< 본 연구실은 반도체 소재 합성부터 소자 제작·특성평가까지 반도체 8대 공정이 모두 가능합니다 >

Our laboratory explores III-nitride compound semiconductors—including GaN, AlN, InN, ScN, and their alloys—from fundamental materials science to advanced device applications. We specialize in the epitaxial growth, nanostructure synthesis, heterostructure engineering, and comprehensive characterization of nanowires/nanorods, quantum dots, and thin films. By precisely controlling composition, strain, polarization, interfaces, and quantum confinement, we develop innovative semiconductor materials and devices in four core research areas :  

AR·XR Display Semiconductor Pixels 

AR·XR 디스플레이 반도체 픽셀

Developing high-efficiency InGaN/GaN micro- and nano-LED and laser pixels, together with monolithically integrated full-color emitters, for ultra-high-resolution and low-power displays. These technologies are envisioned for lightweight AR smart glasses, wearable near-eye displays, compact XR devices, and next-generation spatial-computing interfaces that require extreme pixel density, high brightness, and miniaturized optical architectures.

(스마트폰이 우리의 일상을 바꾸었다면, 그다음 시대는 안경 하나가 디스플레이이자 미디어 플랫폼이 되는 ‘스마트 안경’이 열어갈 것입니다. 우리 연구실은 InGaN/GaN 마이크로·나노 LED와 레이저 픽셀을 직접 성장·제작하고, 단일 기판에 풀컬러 발광소자를 집적하여 AR 스마트 글라스와 차세대 미디어 프랫폼을 구현하는 핵심 반도체 기술에 도전합니다. 우리 대학원생들은 반도체 성장부터 나노소자 제작과 광특성 분석까지 전 과정을 직접 주도하며, 아직 세상에 없는 미래 디스플레이를 자신의 손으로 만들어가고 있습니다. )

Next-Gen Power & Memory Semiconductors

차세대 메모리·전력 반도체

Engineering ScAlN-based materials, heterostructures, and devices for high-power electronics and ferroelectric nonvolatile memory by harnessing their wide-bandgap, strong-polarization, and ferroelectric properties. We focus on controlling Sc composition, strain, polarization, and ScAlN, GaN, ScGaN interfaces to establish an all-nitride platform for efficient power conversion in electric vehicles, renewable-energy systems, and data centers, as well as fast, low-power memory for future AI electronics.

(휴머노이드 로봇이 더 오래 움직이고 스스로 판단하려면, 전력을 효율적으로 제어하는 전력반도체 소자와 정보를 빠르고 안정적으로 저장하는 메모리가 함께 필요합니다. 우리 연구실은 넓은 밴드갭과 강한 분극·강유전성을 동시에 갖는 ScAlN에 주목하여, Sc 조성·변형과 GaN, ScAlN 및 ScGaN 기반 이종계면을 정밀하게 설계합니다. 이를 통해 고효율 전력제어와 초고속·저전력 비휘발성 메모리를 하나로 통합한, 아직 본격적으로 개척되지 않은 새로운 질화물 반도체 구조를 구현하여 차세대 로봇과 전기차 등 미래형 전자시스템에 적용하고자 합니다.)

AI Optical-Computing Logic Semiconductors

AI 광컴퓨팅 연산 반도체

Creating III-nitride nanorod photonic semiconductors as compact light sources, photodetectors, and all-optical logic elements for high-speed, energy-efficient AI computing. Their ultracompact footprint, directional emission, tunable coupled modes, and refractive-index-controlled switching make them particularly well suited for next-generation co-packaged optics (CPO), chiplet-scale optical I/O, and beyond-HBM interconnects that address the bandwidth and power bottlenecks of AI accelerators.

(AI 반도체의 핵심인 HBM이 고도화될수록, HBM과 연산칩 사이에서 방대한 데이터를 전달하는 전기적 인터커넥트의 대역폭과 전력 소모가 새로운 병목으로 떠오릅니다. 우리 연구실은 빛을 생성·감지하고 논리 연산까지 수행하는 III족 질화물 나노로드 광반도체를 개발하며, 초소형 구조와 방향성 발광, 결합 광모드 및 굴절률 제어 광스위칭 기술을 연구합니다. 이를 차세대 CPO(Co-Packaged Optics), 칩렛 기반 광 I/O 및 Beyond-HBM 인터커넥트에 적용하여 HBM 중심 AI 시스템의 전기적 데이터 병목을 빛으로 해결하는 새로운 AI 광컴퓨팅 반도체 구조를 구현하고, 나아가 광양자 컴퓨팅용 나노광소자로 확장하고자 합니다.)

Artificial Photosynthesis (H2 & CO2)

물분해 수소 생산 반도체

Designing III-nitride photoelectrodes and hybrid heterostructures for solar-driven water splitting, green hydrogen production, and CO₂ conversion. By integrating polarity and interface engineering with next-generation catalysts and protective functional materials, we aim to create efficient and durable artificial-photosynthesis platforms that use sunlight, abundant water—including seawater—and captured CO₂ to produce clean, storable fuels.

(물은 지구에서 가장 풍부한 자원 중 하나이며, 청정한 태양에너지로 물을 분해하면 무한으로 수소를 생산할 수 있습니다. 우리 연구실은 III족 질화물 반도체가 태양빛을 흡수해 생성한 전하로 물을 수소와 산소로 분해하는 ‘반도체 기반 인공광합성’ 기술을 연구합니다. 바닷물까지도 활용할 수 있는 고효율·고안정성 반도체 광전극과 차세대 촉매를 개발하여 청정 수소를 무한으로 생산하고, 나아가 CO₂를 유용한 연료로 전환하는 차세대 에너지 생산 기술을 구현하는 것이 목표입니다.)