[KENTECH] 나노결정화학 연구실 대학원생, 포스닥 모집

KENTECH 나노결정 소재 합성 연구실(Nanocrystal Materials Synthesis Lab, PI: 오명환)에서 나노결정 고체(Nanocrystal solid), 자율화 실험실(Self-driving lab), AI 반도체 응용을 위한 뉴로모픽 소재·소자 및 에너지·환경 소재 연구를 함께 수행하며 성장할 대학원생(석사과정, 박사과정, 석박사 통합과정), 인턴 연구원, 박사 후 연구원을 모집하고 있습니다.

연구실 소개
기존 시행착오 방식의 합성을 넘어, 원하는 구조와 기능을 가진 나노결정 고체(Nanocrystal solid)를 설계하고 합성하기 위한 기초 지식을 쌓는 연구를 하고 있습니다.
우리 연구실은 나노결정을 단순한 입자가 아니라, 규칙적으로 배열된 고체 안에서 표면, 계면, 나노갭, 결함, 변형, 전하가 서로 상호작용하며 새로운 기능을 만들어내는 소재 플랫폼으로 바라봅니다.
무기화학 기반의 정밀 나노결정 합성, 자기조립, 박막 공정, 첨단 전자현미경 분석, 계산 및 기계학습을 결합하여 나노결정 고체, AI 반도체 응용을 위한 뉴로모픽 소재·소자, 차세대 에너지·환경 소재를 개발하고자 합니다.
연구에 집중할 수 있는 환경, 국내/해외 공동연구 네트워크, 해외 교환 연구 등이 갖춰져 있습니다.

연구 분야
나노결정 자기조립, 콜로이드 epitaxy, 물리적 증착을 결합한 Nanocrystal solid 및 bottom-up 나노결정 박막 공정 개발
표면 facet, 결정립 경계, 상 경계, 나노갭과 같은 나노계면 및 strain, dislocation, pore structure와 같은 결함 구조 제어
TEM/STEM 기반 원자 구조 분석, in-situ/operando 분석, 광학·X-ray spectroscopy 상관 분석, 기계학습 기반 TEM 분석 및 automated metrology 개발
Self-driving lab 기반 합성·측정·분석 자동화, AI 반도체 응용을 위한 뉴로모픽 소재·소자, CO₂ 환원, nitrate 환원, 수전해, 전기화학 촉매, 플라즈마 촉매, 광촉매, 고체전해질, 가스 센서 응용

Keywords
Nanocrystal Solid, Self-driving Lab, AI Semiconductor Applications, Nanogap Arrays, Neuromorphic Devices, Volatile Memristors, Automated Metrology, Advanced TEM/STEM, Electrochemical Devices, Machine Learning in Materials Science, Nanointerfaces, Sustainable Energy

대표 연구성과
우리 연구실은 원자 수준의 결정구조와 계면을 정밀하게 설계하고, 이를 나노결정 고체, AI 반도체 응용을 위한 뉴로모픽 소재·소자, 에너지·환경 소재와 전기화학 소자로 확장하는 연구를 수행합니다. 나노결정의 구조와 배열, 표면, 계면, 나노갭, 결함이 서로 상호작용하며 만들어내는 집단적 기능을 이해하고, Self-driving lab과 기계학습 기반 분석을 통해 소재 합성과 소자 개발을 가속하고자 합니다.

세계적 수준의 기반 연구
결정립 경계를 정밀하게 설계하는 다결정 나노결정 합성
기하학적 불일치 변형을 이용해 나노결정의 결정립 성장과 경계 결함을 정밀하게 제어할 수 있는 설계 원리를 제시했습니다. 복잡한 결함구조를 갖는 다결정 나노소재를 균일하게 합성할 수 있는 새로운 가능성을 보여준 연구입니다.
Nature 577, 359–363 (2020)
https://doi.org/10.1038/s41586-019-1899-3

금속 산화물 나노결정으로 확장한 갈바닉 치환반응
기존에 금속 나노구조에 주로 적용되던 갈바닉 치환반응을 금속 산화물 나노결정으로 확장했습니다. 이를 통해 속이 빈 나노박스와 나노케이지 구조를 구현하고, 복잡한 조성과 형상을 갖는 기능성 나노소재의 새로운 합성 경로를 제시했습니다.
Science 340, 964–968 (2013)
https://doi.org/10.1126/science.1234751

대표 연구성과
결정립 경계의 변형을 활용한 차세대 나노촉매 설계
Co₃O₄/Mn₃O₄ 코어–셸 다결정 나노결정을 모델로 활용하여, 결정립 경계의 기하학적 불일치 변형이 전자구조와 산소환원반응 촉매 성능을 어떻게 변화시키는지 규명했습니다. 서브나노미터 수준의 구조 제어와 전자현미경 분석·이론 계산을 결합해 국소 변형과 전자상태의 상관관계를 밝히고, 결정립 경계를 능동적으로 설계하는 차세대 나노촉매 개발 전략을 제시했습니다.
Chemistry of Materials 37, 7741–7752 (2025)
https://doi.org/10.1021/acs.chemmater.5c01154

저농도 CO₂의 통합 포집·전환을 위한 산소 내성 전극 개발
산소와 질소 작용기를 갖는 다공성 탄소를 가스확산전극에 적용하여 저농도 CO₂를 포름산으로 전환하는 기술을 개발했습니다. 배기가스에 산소가 포함된 조건에서도 작동하며, 희석 CO₂를 활용하는 통합 포집·전환 시스템으로의 확장 가능성을 제시했습니다.
ACS Energy Letters 11, 1841–1850 (2026)
https://doi.org/10.1021/acsenergylett.5c03504

저온 수용액 공정으로 제작한 고성능 수전해 전극
전극 증착과 부식공학을 결합한 저온 수용액 공정을 통해 니켈–철–인 기반 자립형 전극을 제작했습니다. 복잡한 고온 공정과 바인더 사용을 줄이면서도 우수한 산소발생반응 성능과 장시간 안정성을 확보하여 음이온교환막 수전해의 실용화 가능성을 높였습니다.
Chemical Engineering Journal 528, 172234 (2026)
https://doi.org/10.1016/j.cej.2025.172234

고감도 NO₂ 가스센서 개발
WO₃ 기반 마이크로스피어에 비귀금속 촉매를 도입하여 NO₂ 감응 성능을 높이는 연구를 수행했습니다. 산소 공공과 산소 전달 특성을 조절해 낮은 농도의 NO₂까지 검출할 수 있는 저비용 고감도 대기오염 모니터링 기술로의 활용 가능성을 보여주었습니다.
Sensors and Actuators B: Chemical 447, 138825 (2026)
https://doi.org/10.1016/j.snb.2025.138825
나노갭 어레이 기반 뉴로모픽 멤리스터 소자 연구
정렬된 Co₃O₄ 나노큐브 어레이에서 나노입자 사이의 2–3 nm 수준 나노갭을 제어하여, 낮은 전류에서 동작하는 휘발성 멤리스터 특성을 구현했습니다. SAM 기반 자동 계측을 활용해 수천 개 접합의 나노갭 네트워크를 정량화했으며, 나노갭을 줄이는 ligand exchange를 통해 작동 전압을 약 1 V 수준까지 낮출 수 있음을 보였습니다. 또한 시간에 따른 완화 거동 분석을 통해 뉴로모픽 신호처리에 활용 가능한 동역학을 확인했습니다. 이는 Nanocrystal solid가 저전력 뉴로모픽 소자 및 AI 반도체 응용을 위한 설계 플랫폼으로 활용될 가능성을 보여준 연구입니다.
Advanced Composites and Hybrid Materials (2026)
https://doi.org/10.1007/s42114-026-01993-3
대표기사: https://www.mk.co.kr/news/society/12135473


이러한 연구를 통해 학생과 연구원은 나노소재 합성부터 첨단 분석, 이론 계산, 기계학습, self-driving lab 구축 및 실제 에너지 소자와 뉴로모픽 소자 평가까지 연구 전 과정을 경험할 수 있습니다. 또한 국내외 공동연구와 UC Berkeley를 비롯한 해외 연구기관과의 교류를 통해 세계적인 연구 네트워크 안에서 성장할 기회를 제공합니다.

해외교환 연구
미국 UC Berkeley Prof. Peidong Yang group과 국제공동연구 프로젝트 (기간: 3년) 진행 중
현재까지 박사 후 과정 2명 및 대학원생 3명 버클리 교환연구 수행
해외 네트워크(미국 UC Berkeley, 프랑스 CNRS, 독일 MPI, Helmholtz 등)를 통한 연구원들의 활발한 공동연구 활동

연구원 대우
등록금 전액 지원
인턴 연구원 130만원/월
석사과정: 160만원/월 + 30만원/월 주거비 + 연구수당 등 기타 장학금
박사과정: 225만원/월 + 30만원/월 주거비 + 연구수당 등 기타 장학금
석⋅박사 통합과정은 3학기부터 대우
박사 후 연구원: 역량에 따라 급여 합의
200만원 상당 개인 노트북 구매 지원 (개인 소유)
미국 UC Berkeley 대학원생 교환 연구 펀딩 보유, KENTECH 대학원 해외 인턴 지원 장학금

지원 방법
관심 있으신 분들은 오명환 교수 이메일(mhoh@kentech.ac.kr)로 문의 바랍니다.
KENTECH 대학원 원서접수 기간 2026.10.2(금) 10:00 ~ 10.15.(목) 18:00
(세부 자격요건 및 일정 https://gs.kentech.ac.kr/admission 참고)

홈페이지
https://mhohlab.kentech.ac.kr/
https://phdkim.net/professor/10508/info/