신물질 예측, 구현 및 응용에 대한 끊임없는 도전은 혁신적인 소재 합성 기술 및 창의적인 재료 분석을 기반으로 하며, 이러한 신물질 개발을 향한 융복합 연구는 크게 3 가지 목표를 지향함으로써 구체적인 연구 방향과 전문성을 더욱 강화하게 된다.

1. 원자 층 제어 신소재 합성: materials on demand 를 추구하는 신개념 이종접합 박막 디자인 및 성장
2. 나노 현상 분석: properties on demand 를 위한 하이브리드 양자 응집 물질 분석
3. 다기능 신소재 플랫폼: functionalities on demand 를 실현하기 위한 차세대 반도체/양자 소자 구현

강종훈 교수 연구실은 기초적인 소재 물리와 응용 소재 공학을 아우르는 융복합 연구를 지향하며, 차세대 반도체 및 양자 소재에서의 합성-구조-물성의 연관성에 대한 이해와 응용을 추구한다. 본 연구실의 신물질 연구 범위는 기존의 반도체, 초전도에 국한되지 않고 토폴로지 물질과 신 나노 소재까지 확장되며, 이는 정보전자, 에너지 및 양자 과학과 같은 다양한 연구/응용 분야를 창출하는 토대가 될 것이다. 이를 위하여 아래와 같이 핵심 키워드 및 목표를 기술한다.

• 원자 층 단위의 이종접합 및 초격자 성장
• 저차원 반도체 및 양자 물질 에피 성장
• 기능성 나노 계면 및 하이브리드 이종접합 물질
• 다차원 (2D & 3D) 반데르발스 물질 합성 및 프리스탠딩 멤브레인 구현

1. 우리 실험실의 지향점은 원자층 고정밀 제어 박막형 양자 물질을 성장하는 것으로, 이를 통해 결정 구조, 조성, 결함을 원자 단위로 조절함으로써, 그래핀, hBN, 및 transition metal dichalcogenides과 같이 극한의 얇은 두께에서 도체, 반도체, 절연체의 물질의 특성을 자유자재로 제어할 수 있다.
2. 나아가서 전례없는 물성을 탐구하기 위해, 현존하지 않은 박막 성장 설비 구축 및 나노스케일의 디멘전과 기하학적 디자인을 가미하여 새로운 박막형 이종접합 구조를 실현한다. 원자층 분해능을 가진 회절/이미징, 분광학, 그리고 저온 전자기 수송 측정을 통해 원자 배열 및 결합, 상변화, 토폴로지/계면 현상을 분석한다.
3. 이를 통해 디자인된 신물질의 전자, 광, 자기 스핀의 특성을 통제하고 초감도 센서, 초고속 스위칭, 그리고 저전력 구동 차세대 소자 개발에 기여한다.